JP2023037954A - Fluid catalytic cracking catalyst and method of producing same - Google Patents

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隆喜 水野
Takayoshi Mizuno
弘史 山崎
Hiroshi Yamazaki
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Abstract

To provide a fluid catalytic cracking catalyst enabling improvement of the yield of propylene in fluid catalytic cracking and enabling suppression of the formation of naphthenes.SOLUTION: The fluid catalytic cracking catalyst is provided, including 10-30 mass% of a binder, 10-40 mass% of zeolites ion-exchanged with rare earth metals, 10-60 mass% of clay minerals, and 5-30 mass% of an active matrix, wherein the rare earth metal content is 0.5-1.2 mass% in terms of rare earth metal oxides (RE2O3), the binder is a silica binder, the zeolites are FAU-type zeolites with a lattice constant in the range of 2.438-2.460 nm, and the active matrix includes alumina-silica.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、流動接触分解触媒およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a fluid catalytic cracking catalyst and a method for producing the same.

炭化水素油の流動接触分解に用いられる触媒(以下「FCC触媒」とも記載する。)およびその製造方法として、流動接触分解におけるガソリン留分の収率を高めるなどの目的から、種々の開発がなされている。 Catalysts used for fluid catalytic cracking of hydrocarbon oils (hereinafter also referred to as "FCC catalysts") and their production methods have been developed for the purpose of increasing the yield of gasoline fractions in fluid catalytic cracking. ing.

たとえば特許文献1には、ガソリン収率が高く、コーク収率が低く、摩耗強度の高いFCC触媒の製造方法の提供を目的として、ゼオライト(超安定化Y型ゼオライト、レアアース交換超安定化Y型ゼオライトなど)と、結合材(塩基性塩化アルミニウム)、無機酸化物マトリックス(カオリンなど)とを混合して得られ、かつpHが調整されたスラリーを噴霧乾燥する、FCC触媒の製造方法が開示されている。また、噴霧乾燥により得られた球状粒子を、純水で洗浄し、次いで硫酸アンモニウムを含む水で洗浄し、乾燥させて、FCC触媒を製造したことが記載されている。 For example, in Patent Document 1, for the purpose of providing a method for producing an FCC catalyst with high gasoline yield, low coke yield, and high abrasion strength, zeolite (ultra-stabilized Y-type zeolite, rare earth-exchanged ultra-stabilized Y-type zeolite, etc.), a binder (basic aluminum chloride), an inorganic oxide matrix (kaolin, etc.), and spray-drying a pH-adjusted slurry. ing. It also describes that spherical particles obtained by spray drying were washed with pure water, then washed with water containing ammonium sulfate, and dried to produce an FCC catalyst.

特許文献2に記載されたFCC触媒組成物においては、Y型ゼオライトにイットリウムを含ませることで、軽質オレフィン(プロピレンなど)の生成量を向上させている。
特許文献3および4には、FCC触媒の原料として、所定のコロイド状シリカを用いることで、FCC触媒の耐摩耗性を向上させることが記載されている。
In the FCC catalyst composition described in Patent Document 2, Y-type zeolite contains yttrium to improve the production amount of light olefins (such as propylene).
Patent Documents 3 and 4 describe that the abrasion resistance of the FCC catalyst is improved by using a predetermined colloidal silica as a raw material of the FCC catalyst.

特許文献5には、所定の希土類金属含有超安定化Y型ゼオライト、シリカ系マトリックス形成成分および水、ならびに任意に粘土鉱物類及び任意に添加剤を混合して原料スラリーを調製する工程、前記原料スラリーを噴霧乾燥して粒子を得る工程、および前記粒子を、アンモニウム塩を含む水と接触させる工程を含む流動接触分解触媒の製造方法が記載されている。 Patent Document 5 describes a step of mixing a predetermined rare earth metal-containing ultra-stable Y-type zeolite, a silica-based matrix-forming component, water, and optionally clay minerals and optionally additives to prepare a raw material slurry. A process for producing a fluid catalytic cracking catalyst is described comprising the steps of spray drying a slurry to obtain particles and contacting the particles with water containing an ammonium salt.

特開2009-657号公報JP-A-2009-657 特表2013-522025号公報Japanese Patent Publication No. 2013-522025 特表2019-528163号公報Japanese Patent Publication No. 2019-528163 特表2021-511200号公報Japanese Patent Publication No. 2021-511200 特開2021-79378号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2021-79378

しかしながら従来のFCC触媒には、流動接触分解においてプロピレンの収率を向上させ、かつナフテン類の生成を抑制するという観点からさらなる改善の余地があった。
そこで本発明は、流動接触分解においてプロピレンの収率を向上させ、かつナフテン類の生成を抑制することができるFCC触媒およびその製造方法を提供することを目的とする。
However, conventional FCC catalysts have room for further improvement from the viewpoint of improving the yield of propylene in fluidized catalytic cracking and suppressing the formation of naphthenes.
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an FCC catalyst capable of improving the yield of propylene and suppressing the formation of naphthenes in fluidized catalytic cracking, and a method for producing the same.

本発明は、たとえば以下の[1]~[3]に関する。
[1]
結合剤を10~30質量%、希土類金属でイオン交換されたゼオライトを10~40質量%、粘土鉱物類を10~60質量%、および活性マトリックスを5~30質量%含み、
希土類金属の含有量は希土類金属酸化物(RE23)に換算して0.5~1.2質量%であり、
前記結合剤はシリカ系結合剤であり、
前記ゼオライトは、格子定数が2.438~2.460nmの範囲にあるFAU型ゼオライトであり、
前記活性マトリックスはアルミナ-シリカを含む
流動接触分解触媒。
The present invention relates to, for example, the following [1] to [3].
[1]
10-30% by weight of a binder, 10-40% by weight of a zeolite ion-exchanged with rare earth metals, 10-60% by weight of clay minerals, and 5-30% by weight of an active matrix,
The content of the rare earth metal is 0.5 to 1.2% by mass in terms of rare earth metal oxide (RE 2 O 3 ),
The binder is a silica-based binder,
The zeolite is an FAU-type zeolite having a lattice constant in the range of 2.438 to 2.460 nm,
A fluid catalytic cracking catalyst, wherein said active matrix comprises alumina-silica.

[2]
(a)結合剤形成成分、ゼオライト、粘土鉱物類、および活性マトリックス形成成分を含む原料スラリーを調製する工程、
(b)前記原料スラリーを、噴霧乾燥し、粒子を得る工程、
(c)前記粒子を、希土類金属を含む水溶液と接触させ、前記ゼオライトを希土類金属でイオン交換する工程
を含み、
前記結合剤形成成分は、シリカ系結合剤形成成分であり、
前記ゼオライトは格子定数が2.438~2.460nmの範囲にあるFAU型ゼオライトであり、
前記活性マトリックスはアルミナ-シリカを含む
流動接触分解触媒の製造方法。
[2]
(a) preparing a raw material slurry comprising a binder-forming component, a zeolite, clay minerals, and an active matrix-forming component;
(b) a step of spray-drying the raw material slurry to obtain particles;
(c) contacting the particles with an aqueous solution comprising a rare earth metal to ion exchange the zeolite with the rare earth metal;
The binder-forming component is a silica-based binder-forming component,
The zeolite is FAU-type zeolite having a lattice constant in the range of 2.438 to 2.460 nm,
A process for producing a fluid catalytic cracking catalyst, wherein said active matrix comprises alumina-silica.

[3]
前記[1]の流動接触分解触媒と、ZSM-5を含む補助触媒とを含む流動接触分解触媒組成物。
[3]
A fluid catalytic cracking catalyst composition comprising the fluid catalytic cracking catalyst of [1] and a co-catalyst containing ZSM-5.

本発明によれば、流動接触分解触媒にZSM-5添加剤を加えた流動接触分解触媒組成物を用いて接触分解触媒反応を行うと、プ口ピレン収率が向上し、生成物の環化によるナフテン類の生成を抑制することができる。 According to the present invention, when a catalytic cracking catalytic reaction is performed using a fluid catalytic cracking catalyst composition in which a ZSM-5 additive is added to a fluid catalytic cracking catalyst, the pyrene yield is improved and the product is cyclized. It is possible to suppress the generation of naphthenes by

以下、本発明をさらに詳細に説明する。
[流動接触分解触媒]
本発明に係る流動接触分解触媒(FCC触媒)は、結合剤、希土類金属でイオン交換されたゼオライト、粘土鉱物類、および活性マトリックスを含む。
The present invention will now be described in more detail.
[Fluid catalytic cracking catalyst]
The fluid catalytic cracking catalyst (FCC catalyst) according to the present invention comprises a binder, a rare earth metal ion-exchanged zeolite, clay minerals, and an active matrix.

<結合剤>
前記結合剤(以下「バインダー」とも記載する。)としては、シリカ系結合剤が用いられる。
シリカ系結合剤は、シリカ、シリカゲル(シリカヒドロゲルも包含する。)、シリカゾル(シリカヒドロゾルも包含する。)、水ガラス(ケイ酸ナトリウム)、ケイ酸液などから形成される。シリカゾルとして、ナトリウム型、リチウム型、酸型等のコロイダルシリカも挙げられる。これらのうちシリカゾルが好適である。前記FCC触媒により流動接触分解を行うと、結合剤がシリカ系結合剤であることから、コークの生成が抑えられる。
<Binder>
As the binder (hereinafter also referred to as "binder"), a silica-based binder is used.
Silica-based binders are formed from silica, silica gel (including silica hydrogel), silica sol (including silica hydrosol), water glass (sodium silicate), silicic acid liquid, and the like. Examples of silica sol include sodium-type, lithium-type, acid-type colloidal silica, and the like. Of these, silica sol is preferred. When fluidized catalytic cracking is performed using the FCC catalyst, the formation of coke is suppressed because the binder is a silica-based binder.

本発明のFCC触媒は、前記結合剤を、たとえば10~30質量%、好ましくは12~26質量%、より好ましくは14~24質量%含有する。
なお、本発明のFCC触媒を構成する各成分およびその原料は水を含む場合があるが、本発明において各成分の含有量ないし各原料の使用量は、水を含まない量(「固形分濃度」と表記する場合もある。)として表される。
The FCC catalyst of the present invention contains, for example, 10 to 30% by weight, preferably 12 to 26% by weight, more preferably 14 to 24% by weight of the binder.
Each component and raw material constituting the FCC catalyst of the present invention may contain water. ).

<希土類金属でイオン交換されたゼオライト>
希土類金属でイオン交換されたゼオライトにおけるゼオライト、すなわちイオン交換前のゼオライトの詳細については後述する。
前記希土類金属としては、例えば、セリウム(Ce)、ランタン(La)、プラセオジウム(Pr)、およびネオジム(Nd)が挙げられる。これらは1種であっても2種以上であってもよい。
<Zeolite ion-exchanged with rare earth metal>
The details of the zeolite in the zeolite ion-exchanged with rare earth metals, that is, the zeolite before ion exchange will be described later.
Examples of the rare earth metals include cerium (Ce), lanthanum (La), praseodymium (Pr), and neodymium (Nd). These may be one kind or two or more kinds.

本発明のFCC触媒は、前記希土類金属でイオン交換されたゼオライトを、たとえば10~40質量%、好ましくは12~38質量%、より好ましくは14~36質量%含有する。含有量が前記下限値以上であると、得られる前記FCC触媒は十分な活性を示す。一方、含有量が前記上限値以下であると、得られるFCC触媒において活性が高すぎることによる過分解、選択性の低下を防ぐことができる。 The FCC catalyst of the present invention contains, for example, 10 to 40 mass %, preferably 12 to 38 mass %, more preferably 14 to 36 mass % of the zeolite ion-exchanged with the rare earth metal. When the content is at least the lower limit, the resulting FCC catalyst exhibits sufficient activity. On the other hand, when the content is equal to or less than the above upper limit, it is possible to prevent excessive cracking and decrease in selectivity due to too high activity in the resulting FCC catalyst.

<粘土鉱物類>
増量剤としての役割を担う前記粘土鉱物類は、粘土および/または粘土鉱物であり、その例としてはカオリン、ベントナイト、カオリナイト、ハロイサイト、モンモリロナイト等が挙げられ、これらの中でもカオリンが好ましい。
<Clay minerals>
Said clay minerals serving as bulking agents are clays and/or clay minerals, examples of which include kaolin, bentonite, kaolinite, halloysite, montmorillonite, etc. Among these, kaolin is preferred.

本発明のFCC触媒は、前記粘土鉱物類を、たとえば10~60質量%、好ましくは14~56質量%、より好ましくは18~52質量%含有する。含有量が前記下限値以上であると、FCC触媒の細孔構造の維持、触媒形状の維持、耐摩耗性、流動性などが良好である。一方、含有量が前記上限値以下であると、前記FCC触媒中の前記ゼオライト成分の比率が高いことから、前記FCC触媒の活性が良好である。 The FCC catalyst of the present invention contains, for example, 10 to 60% by mass, preferably 14 to 56% by mass, and more preferably 18 to 52% by mass of the clay minerals. When the content is at least the above lower limit, maintenance of the pore structure of the FCC catalyst, maintenance of the catalyst shape, abrasion resistance, fluidity, etc. are favorable. On the other hand, when the content is equal to or less than the upper limit, the activity of the FCC catalyst is good because the ratio of the zeolite component in the FCC catalyst is high.

<活性マトリックス>
前記活性マトリックスは、アルミナ-シリカを含み、および任意にアルミナ-シリカ以外の活性マトリックスを含む。アルミナ-シリカ以外の活性マトリックスの例としては、活性アルミナ(ベーマイト、ギブサイトなど)、シリカ-マグネシア、アルミナ-マグネシア、シリカ-マグネシア-アルミナなどの固体酸を有する物質を含むものが挙げられる。固体酸とは、触媒が使用される温度領域において固体酸性を示すものであり、固体酸性の確認は、たとえばアンモニアを用いた昇温脱離法、アンモニア又はピリジンを用いる in situ FTIR(フーリエ変換赤外線吸収スペクトル)法によりなされる。
<Activity matrix>
The active matrix comprises alumina-silica, and optionally an active matrix other than alumina-silica. Examples of active matrices other than alumina-silica include those containing materials with solid acids such as activated alumina (boehmite, gibbsite, etc.), silica-magnesia, alumina-magnesia, silica-magnesia-alumina. Solid acid indicates solid acidity in the temperature range where the catalyst is used. Solid acidity can be confirmed by, for example, temperature programmed desorption using ammonia, in situ FTIR (Fourier transform infrared ray) using ammonia or pyridine. absorption spectrum) method.

前記活性マトリックスがアルミナ-シリカを含むため、マトリックスの耐水熱性が向上し、マトリックス比表面積を高く保持できる。
前記活性マトリックスは、アルミナ-シリカを好ましくは10質量%以上、より好ましくは15~65質量%、さらに好ましくは20~60質量%含む。
前記アルミナ-シリカは、シリカを好ましくは3~30質量%含む。
Since the active matrix contains alumina-silica, the hydrothermal resistance of the matrix is improved and a high matrix specific surface area can be maintained.
The active matrix preferably contains 10 mass % or more of alumina-silica, more preferably 15 to 65 mass %, and even more preferably 20 to 60 mass %.
The alumina-silica preferably contains 3 to 30% by weight of silica.

また、金属捕捉剤としても機能する活性マトリックスとして、アルミナ粒子やリン-アルミナ粒子、結晶性カルシウムアルミネート、セピオライト、チタン酸バリウム、スズ酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化マンガン、マグネシア、マグネシア-アルミナなどが挙げられる。 Active matrices that also function as metal scavengers include alumina particles, phosphorus-alumina particles, crystalline calcium aluminate, sepiolite, barium titanate, calcium stannate, strontium titanate, manganese oxide, magnesia, and magnesia-alumina. is mentioned.

金属捕捉剤の原料として、酸化雰囲気で焼成することによりアルミナなどとなるベーマイトなどの前駆体物質も用いることができる。
本発明のFCC触媒は、前記活性マトリックスを、たとえば5~30質量%、好ましくは8~29質量%、より好ましくは10~28質量%含有する。
As a raw material for the metal scavenger, a precursor substance such as boehmite that becomes alumina or the like by firing in an oxidizing atmosphere can also be used.
The FCC catalyst of the present invention contains, for example, 5 to 30% by weight, preferably 8 to 29% by weight, more preferably 10 to 28% by weight of the active matrix.

<任意成分>
本発明に係るFCC触媒は、結合剤、希土類金属でイオン交換されたゼオライト、粘土鉱物類、および活性マトリックスに加えて任意に添加剤を含んでいてもよい。
前記添加剤としては、たとえばCO燃焼促進成分(Pt、Pd)、脱硫黄酸化物成分(CeO2、MgO)等が挙げられる。
<Optional component>
The FCC catalysts of the present invention may optionally contain additives in addition to binders, rare earth metal ion-exchanged zeolites, clay minerals, and active matrices.
Examples of the additives include CO combustion promoting components (Pt, Pd), desulfurized oxide components (CeO 2 , MgO), and the like.

(希土類金属の含有量)
本発明のFCC触媒は希土類金属を含んでいる。本発明のFCC触媒における希土類金属の含有量は、希土類の酸化物(RE23)に換算して0.5~1.2質量%であり、さらに好ましくは0.6~1.1質量%である。希土類金属の含有量が前記範囲にあると、本発明のFCC触媒は、耐水熱性に優れ、かつプロピレン収率に優れる。
(Rare earth metal content)
The FCC catalysts of the present invention contain rare earth metals. The content of the rare earth metal in the FCC catalyst of the present invention is 0.5 to 1.2% by mass, more preferably 0.6 to 1.1% by mass in terms of rare earth oxide (RE 2 O 3 ). %. When the rare earth metal content is within the above range, the FCC catalyst of the present invention has excellent hydrothermal resistance and excellent propylene yield.

[流動接触分解触媒の製造方法]
本発明に係る流動接触分解触媒(FCC触媒)の製造方法は、
(a)結合剤形成成分、ゼオライト、粘土鉱物類、および活性マトリックス形成成分を含む原料スラリーを調製する工程、
(b)前記原料スラリーを噴霧乾燥し、粒子を得る工程、
(c)前記粒子を、希土類金属を含む水溶液と接触させ、前記ゼオライトを希土類金属でイオン交換する工程
を含むことを特徴としている。
[Method for producing fluid catalytic cracking catalyst]
The method for producing a fluid catalytic cracking catalyst (FCC catalyst) according to the present invention is
(a) preparing a raw material slurry comprising a binder-forming component, a zeolite, clay minerals, and an active matrix-forming component;
(b) a step of spray-drying the raw material slurry to obtain particles;
(c) contacting the particles with an aqueous solution containing a rare earth metal to ion-exchange the zeolite with the rare earth metal;

《工程(a)》
前記工程(a)では、結合剤形成成分、ゼオライト、粘土鉱物類、および活性マトリックス形成成分を含む原料スラリーを調製する。
<<Step (a)>>
In step (a), a raw material slurry containing a binder-forming component, zeolite, clay minerals, and an active matrix-forming component is prepared.

前記工程(a)の態様としては、たとえば結合剤形成成分に、ゼオライト、粘土鉱物類、活性マトリックス形成成分、および任意に添加剤を混合して原料スラリーを調製するという態様が挙げられる。各成分は、粉末の状態で添加しても、スラリー化して添加してもよい。各成分を添加する順序は問わない。 As an embodiment of the step (a), for example, a raw material slurry is prepared by mixing a binder-forming component with zeolite, clay minerals, an active matrix-forming component, and optional additives. Each component may be added in the form of powder or may be added in the form of slurry. The order of adding each component does not matter.

(結合剤形成成分)
前記結合剤形成成分は、流動接触分解触媒中に結合剤を形成するための成分である。結合剤形成成分としてはシリカ系結合剤形成成分が用いられる。シリカ系結合剤形成成分の例としてはシリカ、シリカゲル(シリカヒドロゲルも包含する。)、シリカゾル(シリカヒドロゾルも包含する。)、水ガラス(ケイ酸ナトリウム)、ケイ酸液が挙げられる。シリカゾルには、ナトリウム型、リチウム型、酸型等のコロイダルシリカも使用することができる。これらのうちシリカゾルが好適である。市販の物でもよいし、水ガラスに酸を加えてシリカゾルを調製してもよい。
(Binder forming component)
The binder-forming component is a component for forming a binder in the fluid catalytic cracking catalyst. A silica-based binder-forming component is used as the binder-forming component. Examples of silica-based binder-forming components include silica, silica gel (including silica hydrogel), silica sol (including silica hydrosol), water glass (sodium silicate), and silicic acid liquid. Colloidal silica of sodium type, lithium type, acid type, etc. can also be used for the silica sol. Of these, silica sol is preferred. A commercially available product may be used, or a silica sol may be prepared by adding acid to water glass.

(ゼオライト)
前記ゼオライトとしては、FAU型ゼオライトが用いられる。FAU型ゼオライトの例としては、超安定化Y型ゼオライト(USY)、USYに希土類金属をイオン交換等により導入した希土類金属交換超安定化Y型ゼオライト(以下「REUSY」とも記載する。)が挙げられる。
(zeolite)
FAU-type zeolite is used as the zeolite. Examples of FAU-type zeolite include ultra-stable Y-type zeolite (USY) and rare-earth metal-exchanged ultra-stable Y-type zeolite (hereinafter also referred to as “REUSY”) obtained by introducing a rare earth metal into USY by ion exchange or the like. be done.

前記ゼオライトの後述する実施例で採用された方法で測定される格子定数は、好ましくは2.438~2.460nmの範囲にあり、より好ましくは2.440~2.458nmの範囲にある。
前記格子定数は、アナターゼ型TiO2を標準物質とし、X線回折法により、前記ゼオ
ライトの回折面(553)面および(642)面の面間隔により決定される。
The lattice constant of the zeolite measured by the method employed in the examples described later is preferably in the range of 2.438 to 2.460 nm, more preferably in the range of 2.440 to 2.458 nm.
The lattice constant is determined by the X-ray diffraction method using anatase-type TiO 2 as a standard material and by the interplanar spacing between the (553) plane and the (642) plane of the zeolite.

前記工程(a)の好ましい態様においては、結合剤形成成分に粘土鉱物類および活性マトリックス形成成分を添加した後、ゼオライトを、pHが2.8~4.5に調整されたスラリーの状態で添加する。このようにすることで、添加による、ゼオライトを含むスラリーのpHの変動を抑制し、ゼオライトの凝集を抑制することができる。前記スラリーは、たとえば水に前記ゼオライトおよび酸を添加することにより調製できる。前記酸の例としては、硫酸、塩酸、硝酸、リン酸、有機酸(たとえば、クエン酸、ギ酸、酢酸等)が挙げられる。 In a preferred embodiment of the step (a), after the clay minerals and active matrix-forming component are added to the binder-forming component, zeolite is added in the form of a slurry adjusted to a pH of 2.8-4.5. do. By doing so, it is possible to suppress the pH fluctuation of the zeolite-containing slurry due to the addition, and suppress the aggregation of the zeolite. The slurry can be prepared, for example, by adding the zeolite and acid to water. Examples of the acid include sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, phosphoric acid, organic acids (eg, citric acid, formic acid, acetic acid, etc.).

(粘土鉱物類)
前記粘土鉱物類の具体例、好ましい態様等は、上述のとおりである。
(Clay minerals)
Specific examples and preferred embodiments of the clay minerals are as described above.

(活性マトリックス形成成分)
前記活性マトリックス形成成分の例としては、上述した活性マトリックスの具体例に加えて、加熱により活性マトリックスを形成する成分、たとえば水酸化アルミニウム(ギブサイト)、アルミナ水和物(ベーマイト)が挙げられる。
(active matrix-forming component)
Examples of the active matrix-forming component include, in addition to the specific examples of the active matrix described above, components that form an active matrix upon heating, such as aluminum hydroxide (gibbsite) and alumina hydrate (boehmite).

前記原料スラリーは、これらの成分と共に任意に添加剤、および任意に水を混合して調製してもよい。
前記原料スラリーは、前記結合剤形成成分を、SiO2の量に換算して、たとえば10~30質量%、好ましくは12~26質量%、より好ましくは14~24質量%(ただし、原料スラリーの固形分(原料スラリー中の分散媒以外の成分。以下も同様である。)量を100質量%とする。)含有する。
The raw material slurry may be prepared by mixing these components, optionally additives, and optionally water.
The raw material slurry contains, for example, 10 to 30 mass %, preferably 12 to 26 mass %, more preferably 14 to 24 mass % of the binder-forming component in terms of the amount of SiO 2 (however, the raw material slurry contains The solid content (components other than the dispersion medium in the raw material slurry. The same shall apply hereinafter.) shall be 100% by mass.) is contained.

前記原料スラリーは、前記ゼオライトを、たとえば10~40質量%、好ましくは12~38質量%、より好ましくは14~36質量%(ただし、原料スラリーの固形分量を100質量%とする。)含有する。 The raw material slurry contains, for example, 10 to 40% by mass, preferably 12 to 38% by mass, more preferably 14 to 36% by mass of the zeolite (where the solid content of the raw material slurry is 100% by mass). .

前記原料スラリーは、前記粘土鉱物類を、たとえば10~60質量%、好ましくは14~56質量%、より好ましくは18~52質量%(ただし、原料スラリーの固形分量を100質量%とする。)含有する。 The raw material slurry contains, for example, 10 to 60% by mass, preferably 14 to 56% by mass, more preferably 18 to 52% by mass of the clay minerals (provided that the solid content of the raw material slurry is 100% by mass). contains.

前記原料スラリーは、前記活性マトリックス形成成分を、たとえば5~30質量%、好ましくは8~29質量%、より好ましくは10~28質量%(ただし、原料スラリーの固形分量を100質量%とする。)含有する。 The raw material slurry contains the active matrix-forming component in an amount of, for example, 5 to 30% by mass, preferably 8 to 29% by mass, more preferably 10 to 28% by mass (provided that the solid content of the raw material slurry is 100% by mass). )contains.

前記原料スラリーは、分散媒として水を含む。
前記原料スラリーには、分散媒として水以外の成分、たとえばメタノール、エタノール、アセトン等が少量含まれていてもよい。
前記原料スラリーの固形分濃度は、原料スラリーの噴霧乾燥を困難なく実施するなどの観点から、たとえば10~50質量%、好ましくは20~40質量%である。
The raw material slurry contains water as a dispersion medium.
The raw material slurry may contain a small amount of components other than water, such as methanol, ethanol, and acetone, as a dispersion medium.
The solid content concentration of the raw material slurry is, for example, 10 to 50% by mass, preferably 20 to 40% by mass, from the viewpoint of carrying out spray drying of the raw material slurry without difficulty.

《工程(b)》
前記工程(b)では、前記原料スラリーを噴霧乾燥し、粒子(以下「噴霧乾燥粒子」とも記載する。)を得る。
<<Step (b)>>
In the step (b), the raw material slurry is spray-dried to obtain particles (hereinafter also referred to as “spray-dried particles”).

噴霧乾燥条件は、該スラリー中の固形分濃度、粘度等によって適宜変更してよく、得られる該触媒の平均粒子径が、一般的なFCC触媒として用いられている50~90μmの範囲内におさまる条件であれば、特に限定するものではない。たとえば、前記原料スラリーを噴霧乾燥機のスラリー貯槽に充填し、たとえば120~450℃の範囲に調整された気流(たとえば、空気流)が流れる乾燥チャンバー内に前記原料スラリーを噴霧することにより、粒子(噴霧乾燥粒子)が得られる。原料スラリーの噴霧乾燥によって前記気流の温度は低下するが、乾燥チャンバーの出口の温度は、ヒーターなどを用いて例えば50~300℃の範囲に維持される。 Spray drying conditions may be appropriately changed depending on the solid content concentration, viscosity, etc. in the slurry, and the average particle size of the obtained catalyst is within the range of 50 to 90 μm, which is generally used as an FCC catalyst. It is not particularly limited as long as it is a condition. For example, the raw material slurry is filled in a slurry storage tank of a spray dryer, for example, by spraying the raw material slurry into a drying chamber in which an air flow (for example, air flow) adjusted to a range of 120 to 450 ° C. flows. (spray-dried particles) are obtained. Although the temperature of the air stream is lowered by the spray drying of the raw material slurry, the temperature at the outlet of the drying chamber is maintained in the range of, for example, 50 to 300° C. using a heater or the like.

前記噴霧乾燥粒子の粒子径は、前記原料スラリーの濃度、粘度、噴霧量、噴霧圧力、噴霧乾燥機のノズル径、熱風温度などを調整することによって、制御することができる。
また、前記噴霧乾燥粒子を洗浄し(たとえば、水により洗浄し)、乾燥させてもよい。
The particle size of the spray-dried particles can be controlled by adjusting the concentration, viscosity, spray amount, spray pressure, nozzle diameter of the spray dryer, hot air temperature, etc. of the raw material slurry.
The spray-dried particles may also be washed (eg, washed with water) and dried.

《工程(c)》
前記工程(c)では、前記噴霧乾燥粒子を、希土類金属を含む水溶液と接触させ、前記噴霧乾燥粒子中の前記ゼオライトを希土類金属でイオン交換する。この工程(c)によりFCC触媒が得られる。
<<Step (c)>>
In step (c), the spray-dried particles are contacted with an aqueous solution containing a rare earth metal to ion-exchange the zeolite in the spray-dried particles with the rare earth metal. An FCC catalyst is obtained by this step (c).

前記工程(c)では、好ましくは前記噴霧乾燥粒子を水に懸濁させて懸濁液を調製し、この懸濁液を交換する、希土類金属を含む水溶液と接触させる。その後、得られた固形分(FCC触媒)の分離、洗浄および乾燥を行ってもよい。前記水の温度は、好ましくは40~80℃である。また、前記懸濁液を濾過し、濾別された固形分を再度水に懸濁させることにより、噴霧乾燥粒子に付着した不要な可溶性物質を除去してもよい。 In step (c), preferably the spray-dried particles are suspended in water to form a suspension, and the suspension is contacted with an exchange aqueous solution containing the rare earth metal. The resulting solids (FCC catalyst) may then be separated, washed and dried. The temperature of the water is preferably 40-80°C. Alternatively, the suspension may be filtered, and the filtered solids may be suspended again in water to remove unnecessary soluble substances adhering to the spray-dried particles.

希土類金属を含む水溶液は、たとえば前記希土類金属の塩(たとえばLaCl3)を水に溶解させることにより調製できる。
工程(c)は、前記ゼオライトに対するイオン交換率が20質量%以下の範囲となるように実施される。具体的には、前記ゼオライトの量、格子定数、化学分析から前記ゼオライトのイオン交換容量を予め計算し、イオン交換時に接触させる希土類金属を含む水溶液の量、濃度等によってイオン交換率を調整する。
An aqueous solution containing a rare earth metal can be prepared, for example, by dissolving a salt of the rare earth metal (eg, LaCl 3 ) in water.
The step (c) is performed so that the ion exchange rate with respect to the zeolite is in the range of 20% by mass or less. Specifically, the ion exchange capacity of the zeolite is calculated in advance from the amount of the zeolite, lattice constant, and chemical analysis, and the ion exchange rate is adjusted by the amount, concentration, etc. of the rare earth metal-containing aqueous solution to be brought into contact during ion exchange.

前記イオン交換率は、好ましくは5~20質量%であり、より好ましくは6~18質量%である。
ここでいうイオン交換率とは、ゼオライト骨格内アルミニウム原子の個数に対して、イオン交換されている希土類イオンの価数を考慮したイオン交換サイトの占有率を意味する。
The ion exchange rate is preferably 5 to 20% by mass, more preferably 6 to 18% by mass.
The ion exchange rate as used herein means the occupancy rate of ion exchange sites in consideration of the valence of ion-exchanged rare earth ions with respect to the number of aluminum atoms in the zeolite framework.

前記ゼオライトがUSYゼオライトの場合、その骨格内アルミニウム原子の個数は、Breckの式(下記)によって算出でき、単位格子に含まれる原子数は192として算出される。
Al=115.2×(a0-24.191)
ここで、NAlは骨格内アルミニウム原子の個数であり、a0は格子定数(Å)である。
イオン交換率の算出方法は以下の通りである。
When the zeolite is USY zeolite, the number of aluminum atoms in its framework can be calculated by Breck's formula (below), and the number of atoms contained in the unit cell is calculated as 192.
N Al =115.2×(a 0 −24.191)
where N Al is the number of aluminum atoms in the framework and a 0 is the lattice constant (Å).
The method for calculating the ion exchange rate is as follows.

蛍光X線分析より得たUSYゼオライトの化学組成から、骨格外アルミニウム原子の量を算出し、USYゼオライトに含まれるイオン交換サイトの量を算出する。FCC触媒調製後に蛍光X線分析より得られた、希土類金属が導入されたUSYゼオライトの化学組成の希土類金属量から、イオン交換時の価数を考慮して、例えば、LaCl3水溶液を用いてイオン交換した場合、La3+として、La1原子に対してゼオライト骨格内アルミニウム原子を3原子占有するものとして、かつ工程(c)によってFCC触媒に導入された希土類金属は、すべて前記イオン交換サイトに存在するものとして、イオン交換率を算出する。 From the chemical composition of USY zeolite obtained by fluorescent X-ray analysis, the amount of extra-framework aluminum atoms is calculated, and the amount of ion exchange sites contained in USY zeolite is calculated. From the amount of rare earth metal in the chemical composition of the USY zeolite into which the rare earth metal was introduced, which was obtained by fluorescent X-ray analysis after FCC catalyst preparation, considering the valence at the time of ion exchange, for example, ionization was performed using a LaCl3 aqueous solution. When exchanged, as La 3+ , 3 atoms of aluminum atoms in the zeolite framework are occupied for 1 atom of La, and the rare earth metal introduced into the FCC catalyst by step (c) is all present at the ion exchange sites Calculate the ion exchange rate assuming that

前記ゼオライトが希土類金属を含まない場合のみならず、前記ゼオライトとして前記REUSYを使用し、工程(a)において原料スラリーを調製した際、または工程(b)で得られた噴霧乾燥粒子を洗浄する際に、前記REUSYから一部の希土類金属イオンが外れた(プロトンに置換された)場合であっても、工程(c)を行うことによって、所望の量の希土類金属を含む流動接触分解触媒を製造することができる。 Not only when the zeolite does not contain a rare earth metal, but also when using the REUSY as the zeolite and preparing the raw material slurry in step (a) or washing the spray-dried particles obtained in step (b) In addition, even if some rare earth metal ions are removed from REUSY (substituted with protons), the step (c) is performed to produce a fluid catalytic cracking catalyst containing a desired amount of rare earth metals. can do.

以上のような工程(a)~(c)を含む本発明に係る流動接触分解触媒の製造方法により、上述した本発明に係る流動接触分解触媒を製造することができる。 By the method for producing a fluid catalytic cracking catalyst according to the present invention including steps (a) to (c) as described above, the fluid catalytic cracking catalyst according to the present invention can be produced.

[流動接触分解触媒組成物]
本発明に係る流動接触分解触媒組成物は、本発明に係るFCC触媒と、ZSM-5を含む補助触媒とを含んでいる。
ZSM-5を含む補助触媒(アディティブ)としては、市販品であれば、例えば日揮触媒化成(株)社製のアディティブ(OCTUP-α、OCTUP-R)、特表2013-522025号公報の[0038]段落に記載されたZSM-5添加剤ないしZSM-5含有添加剤が挙げられる。前記触媒組成物中の前記補助触媒の含有量は、本発明に係るFCC触媒の含有量を100質量%とすると、好ましくは1~35質量%、より好ましくは、5~25質量%となる量である。
[Fluid catalytic cracking catalyst composition]
A fluid catalytic cracking catalyst composition according to the present invention comprises an FCC catalyst according to the present invention and a co-catalyst comprising ZSM-5.
As the auxiliary catalyst (additive) containing ZSM-5, if it is a commercial product, for example, additive (OCTUP-α, OCTUP-R) manufactured by Nikki Shokubai Kasei Co., Ltd., [0038 of JP 2013-522025] ] and the ZSM-5 additive or ZSM-5-containing additive described in paragraph . The content of the auxiliary catalyst in the catalyst composition is preferably 1 to 35% by mass, more preferably 5 to 25% by mass, when the content of the FCC catalyst according to the present invention is 100% by mass. is.

本発明に係るFCC触媒組成物の、後述の実施例で採用された方法で測定される比表面積は、好ましくは200~400m2/g、より好ましくは250~350m2/gである。 The FCC catalyst composition according to the present invention preferably has a specific surface area of 200 to 400 m 2 /g, more preferably 250 to 350 m 2 /g, as measured by the method employed in the examples below.

本発明に係るFCC触媒組成物を、流動接触分解に用いるとプロピレンの選択率を向上させ、かつFCC触媒での水素移行反応を抑制し、i-パラフィン類およびナフテン類の生成を抑制することができる。その理由は、ゼオライトの格子定数および希土類金属の含有量が本発明で特定される範囲よりも大きい触媒と比較して、触媒中の酸点間の距離が伸び、単位表面積当たりの酸点量が減少するため、2分子反応が抑制され、また、マトリックス酸点(ルイス酸点)での水素の引き抜きが抑制されているためと推察される。 When the FCC catalyst composition according to the present invention is used for fluidized catalytic cracking, it is possible to improve the propylene selectivity, suppress the hydrogen transfer reaction in the FCC catalyst, and suppress the formation of i-paraffins and naphthenes. can. The reason for this is that the distance between acid sites in the catalyst is increased and the amount of acid sites per unit surface area is increased compared to catalysts in which the lattice constant of zeolite and the content of rare earth metals are larger than the ranges specified in the present invention. It is presumed that this is because the bimolecular reaction is suppressed, and the abstraction of hydrogen at the matrix acid site (Lewis acid site) is suppressed.

本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。
[触媒等の測定方法ないし評価方法]
(組成)
ゼオライトおよび実施例等で得られた触媒に含まれる各元素の含有量は、蛍光X線分析装置(株式会社リガク製、RIX 3000)を用いて測定した。
The present invention will be explained in more detail by way of examples.
[Method for measuring or evaluating catalyst, etc.]
(composition)
The content of each element contained in the zeolite and the catalysts obtained in Examples and the like was measured using a fluorescent X-ray analyzer (RIX 3000, manufactured by Rigaku Corporation).

(ゼオライトの格子定数)
ゼオライトの格子定数は、アナターゼ型TiO2を標準物質とし、下記条件でのX線回折法により、前記ゼオライトの回折面(553)面および(642)面の面間隔により決定した。
(Lattice constant of zeolite)
The lattice constant of the zeolite was determined from the interplanar spacing between the (553) and (642) diffraction planes of the zeolite by the X-ray diffraction method under the following conditions using anatase TiO 2 as a standard substance.

《測定条件》
実施例等で得られた触媒を粉砕・成形した後、X線回折装置(株式会社リガク製 X-RAY DIFFRACT METER(RINT 1400))にセットし、管電圧30.0kV、管電流130.0mA、対陰極Cu、測定範囲:開始角度~終了角度(2θ)10.000°~70.000°、スキャンスピード2.000°/分、発散スリット 1deg、散乱スリット 1deg、受光スリット 0.15mmの条件で測定した。
"Measurement condition"
After pulverizing and molding the catalyst obtained in Examples etc., it was set in an X-ray diffractometer (X-RAY DIFFRACT METER (RINT 1400) manufactured by Rigaku Co., Ltd.), tube voltage 30.0 kV, tube current 130.0 mA, Anticathode Cu, measurement range: start angle to end angle (2θ) 10.000° to 70.000°, scan speed 2.000°/min, divergence slit 1 deg, scattering slit 1 deg, receiving slit 0.15 mm It was measured.

(比表面積)
実施例等の触媒の比表面積を、マイクロトラック・ベル株式会社製のBELSORP-mini Ver2.5.6により測定した。具体的には、真空排気しながら500℃で1時間熱処理した触媒に対して、窒素ガスを吸着させ、BET法により比表面積(m2/g)を算出した。
(Specific surface area)
The specific surface areas of the catalysts of Examples and the like were measured by BELSORP-mini Ver2.5.6 manufactured by Microtrack Bell Co., Ltd. Specifically, nitrogen gas was adsorbed on the catalyst that had been heat-treated at 500° C. for 1 hour while being evacuated, and the specific surface area (m 2 /g) was calculated by the BET method.

[製造例1]
~アルミナ-シリカスラリー-1の調製~
アルミン酸ソーダ水溶液:6530g(Al23濃度:5質量%)に硫酸アルミニウム水溶液:6280g(Al23濃度:2.5質量%)を添加し65℃で1時間撹拌し、アルミナスラリーを得た。ついで、そのアルミナスラリーを温水で洗浄し、洗浄アルミナケーキのNa2Oを乾燥質量で2%以下、SO4を乾燥質量で1%以下とした。ついで、洗浄アルミナケーキに純水を添加しAl23濃度で12.5%の洗浄アルミナスラリーを調製し、48質量%水酸化ナトリウム水溶液を添加してpHを11.5に調整した。ついで、撹拌しながら、95℃で20時間熟成し、結晶性ベーマイト(比表面積:178m2/g)のスラリー(以下「スラリーA」)を得た。
[Production Example 1]
~Preparation of alumina-silica slurry-1~
6280 g of aluminum sulfate aqueous solution (Al 2 O 3 concentration: 2.5 mass %) was added to 6530 g of sodium aluminate aqueous solution (Al 2 O 3 concentration: 5 mass %) and stirred at 65° C. for 1 hour to form an alumina slurry. Obtained. Then, the alumina slurry was washed with hot water to make the washed alumina cake contain Na 2 O of 2% or less by dry mass and SO 4 of 1% or less by dry mass. Next, pure water was added to the washed alumina cake to prepare a washed alumina slurry having an Al 2 O 3 concentration of 12.5%, and a 48% by mass sodium hydroxide aqueous solution was added to adjust the pH to 11.5. Then, the mixture was aged at 95° C. for 20 hours while stirring to obtain a slurry of crystalline boehmite (specific surface area: 178 m 2 /g) (hereinafter “slurry A”).

SiO2濃度5質量%の希釈水ガラスを陽イオン交換樹脂にてイオン交換し、pH2.67の脱塩珪酸液を調製した。5質量%の脱塩珪酸液232.5gに15質量%のアンモニア水溶液を添加してpHを10.8に調整した。スラリーA:3100g(Al23濃度:9質量%)にpHを10.8に調整した上記脱塩珪酸液を添加し、室温で30分撹拌した。ついで、撹拌しながら、95℃で8時間の熟成をし、水の量を調整してアルミナ-シリカ中にシリカを4質量%含有するアルミナ-シリカスラリー-1(固形分濃度:12質量%)を得た。 A diluted water glass with a SiO 2 concentration of 5% by mass was ion-exchanged with a cation exchange resin to prepare a desalted silicic acid solution with a pH of 2.67. A 15% by mass ammonia aqueous solution was added to 232.5 g of a 5% by mass desalted silicic acid solution to adjust the pH to 10.8. Slurry A: 3100 g (Al 2 O 3 concentration: 9% by mass) was added with the desalted silicic acid solution adjusted to pH 10.8 and stirred at room temperature for 30 minutes. Next, while stirring, aging is performed at 95° C. for 8 hours, and the amount of water is adjusted to prepare alumina-silica slurry-1 containing 4% by mass of silica in alumina-silica (solid concentration: 12% by mass). got

[製造例2]
~アルミナ-シリカスラリー-2の調製~
脱塩珪酸液の量を1225gに変更したこと以外は製造例1と同様にして、アルミナ-シリカ中にシリカを18質量%含有するアルミナ-シリカスラリー-2(固形分濃度:10質量%)を得た。
[Production Example 2]
~Preparation of alumina-silica slurry-2~
Alumina-silica slurry-2 (solid concentration: 10% by mass) containing 18% by mass of silica in alumina-silica was prepared in the same manner as in Production Example 1, except that the amount of the desalted silicic acid solution was changed to 1225 g. Obtained.

[製造例3]
~アルミナスラリーの調製~
洗浄アルミナケーキの固形分濃度が10重量%となるように洗浄アルミナスラリーを調製したこと以外は製造例1におけるスラリーAの製造方法と同様にして、アルミナ(ベーマイト)スラリー(固形分濃度:10質量%)を得た。
[Production Example 3]
~ Preparation of alumina slurry ~
Alumina (boehmite) slurry (solid content concentration: 10 mass %) was obtained.

[製造例4]
~超安定化Y型ゼオライトスラリー-1の調製~
特開平9-173853号公報の実施例1を、ゼオライトの第二焼成過程の焼成温度を670℃から810℃に変更して実施し、超安定化Y型ゼオライト-1(格子定数:2.443nm、SiO2/A123比:7.1、イオン交換容量:2.251mmol/g)を得た。水に超安定化Y型ゼオライト-1および硫酸を加えて、pHが3.9である、超安定化Y型ゼオライトスラリー-1(固形分濃度:33質量%)を得た。
[Production Example 4]
~Preparation of ultra-stable Y-type zeolite slurry-1~
Example 1 of JP-A-9-173853 was carried out by changing the firing temperature in the second firing process of zeolite from 670 ° C. to 810 ° C., ultra-stable Y-type zeolite-1 (lattice constant: 2.443 nm , SiO 2 /Al 2 O 3 ratio: 7.1, ion exchange capacity: 2.251 mmol/g). Ultra-stable Y-type zeolite-1 and sulfuric acid were added to water to obtain ultra-stable Y-type zeolite slurry-1 (solid concentration: 33% by mass) having a pH of 3.9.

[製造例5]
~超安定化Y型ゼオライトスラリー-2の調製~
特開平9-173853号公報の実施例1に従って超安定化Y型ゼオライト-2(格子定数:2.458nm、SiO2/A123比:5.4、イオン交換容量:3.731mmol/g)を得た。水に超安定化Y型ゼオライト-2および硫酸を加えて、pHが3.9である、超安定化Y型ゼオライトスラリー-2(固形分濃度:33質量%)を得た。
[Production Example 5]
~Preparation of ultra-stable Y-type zeolite slurry-2~
Ultra-stable Y-type zeolite-2 (lattice constant: 2.458 nm, SiO 2 /Al 2 O 3 ratio: 5.4, ion exchange capacity: 3.731 mmol/g ). Ultra-stable Y-type zeolite-2 and sulfuric acid were added to water to obtain ultra-stable Y-type zeolite slurry-2 (solid concentration: 33% by mass) having a pH of 3.9.

[実施例1]
~FCC触媒-1調製~
容器に水ガラス(SiO2濃度:17質量%)2941gと硫酸(硫酸水溶液中の硫酸濃度:25質量%)1059gを同時に連続的に加えて、SiO2濃度が12.5質量%のシリカバインダー溶液4000gを調製した。このシリカバインダー溶液にカオリン(固形分濃度:84質量%)893g、活性マトリックス形成成分として、水酸化アルミニウム(結晶形:ギブサイト、固形分濃度:64質量%)を195g、結晶性ベーマイト(結晶形:ベーマイト、固形分濃度:82質量%)を152g、製造例1で得られたアルミナーシリカスラリー-1(固形分濃度:12質量%)を2083g加え、さらに、製造例4で得られた超安定化Y型ゼオライトスラリー-1(固形分濃度:33質量%)を2273g加えて良く撹拌した後、得られた混合スラリーを、噴霧乾燥機を用い入口温度250℃、出口温度150℃の条件下の熱風気流中で噴霧乾燥させて、球状粒子を得た。
[Example 1]
~FCC catalyst-1 preparation~
2941 g of water glass (SiO 2 concentration: 17% by mass) and 1059 g of sulfuric acid (sulfuric acid concentration in aqueous sulfuric acid solution: 25% by mass) were simultaneously and continuously added to a vessel to prepare a silica binder solution with an SiO 2 concentration of 12.5% by mass. 4000 g was prepared. To this silica binder solution, 893 g of kaolin (solid content concentration: 84% by mass), 195 g of aluminum hydroxide (crystal form: gibbsite, solid content concentration: 64% by mass) as an active matrix forming component, and crystalline boehmite (crystal form: 64% by mass) were added. 152 g of boehmite, solid content concentration: 82% by mass) and 2083 g of alumina silica slurry-1 (solid content concentration: 12% by mass) obtained in Production Example 1 are added. After adding 2273 g of Y-type zeolite slurry-1 (solid content concentration: 33% by mass) and stirring well, the resulting mixed slurry was dried using a spray dryer at an inlet temperature of 250 ° C. and an outlet temperature of 150 ° C. Spherical particles were obtained by spray drying in a stream of hot air.

得られた球状粒子を10倍量の温水(60℃)に懸濁させ、次いで脱水濾過を行い、さらに10倍量の温水(60℃)を掛水した後、さらに懸濁を行い、塩化ランタン水溶液と接触させて、FCC触媒中のランタンの含有量がLa23に換算して1.0質量%となるようにイオン交換を行った。ゼオライトに対するイオン交換率は13.5質量%であった。その後、濾過を行い、固形分を135℃の乾燥機で乾燥して、FCC触媒-1を得た。 The resulting spherical particles were suspended in 10 times the amount of warm water (60°C), then subjected to dehydration filtration, and after further adding 10 times the amount of warm water (60°C) to water, the suspension was further carried out, followed by addition of lanthanum chloride. By contacting with an aqueous solution, ion exchange was carried out so that the content of lanthanum in the FCC catalyst was 1.0% by mass in terms of La 2 O 3 . The ion exchange rate with respect to zeolite was 13.5% by mass. Thereafter, filtration was carried out, and the solid content was dried in a drier at 135° C. to obtain FCC catalyst-1.

[実施例2]
~FCC触媒-2調製~
容器に水ガラス(SiO2濃度:17質量%)2941gと硫酸(硫酸濃度:25質量%)1059gとを同時に連続的に加えて、SiO2濃度が12.5質量%のシリカバインダー溶液4000gを調製した。このシリカバインダー溶液にカオリン(固形分濃度:84質量%)1042g、活性マトリックスとして、水酸化アルミニウム(結晶形:ギプサイト、固形分濃度:64質量%)を156g、結晶性ベーマイト(結晶形:ベーマイト、固形分濃度:82質量%)を122g、製造例2で得られたアルミナ-シリカスラリー-2(固形分濃度:10質量%)を500g加え、さらに、製造例5で得られた超安定化Y型ゼオライトスラリー-2(固形分濃度:33質量%)を2652g加えて良く撹拌した後、得られた混合スラリーを、噴霧乾燥機を用い入口温度250℃、出口温度150℃の条件下の熱風気流中で噴霧乾燥させて、球状粒子を得た。
[Example 2]
~Preparation of FCC catalyst-2~
2941 g of water glass (SiO 2 concentration: 17% by mass) and 1059 g of sulfuric acid (sulfuric acid concentration: 25% by mass) were simultaneously and continuously added to a vessel to prepare 4000 g of a silica binder solution with an SiO 2 concentration of 12.5% by mass. bottom. To this silica binder solution, 1042 g of kaolin (solid content concentration: 84% by mass), 156 g of aluminum hydroxide (crystal form: gypsite, solid content concentration: 64% by mass) as an active matrix, crystalline boehmite (crystal form: boehmite, 122 g of solid content concentration: 82 mass%), 500 g of the alumina-silica slurry-2 (solid content concentration: 10 mass%) obtained in Production Example 2 was added, and the ultra-stable Y obtained in Production Example 5 was added. After adding 2652 g of type zeolite slurry-2 (solid content concentration: 33% by mass) and stirring well, the resulting mixed slurry was treated with a spray dryer with an inlet temperature of 250 ° C. and an outlet temperature of 150 ° C. under the conditions of hot air flow. The spherical particles were obtained by spray-drying in the air.

得られた球状粒子を10倍量の温水(60℃)に懸濁させ、次いで脱水濾過を行い、さらに10倍量の温水(60℃)を掛水した後、さらに懸濁を行い、塩化ランタン水溶液と接触させて、FCC触媒中のランタンの含有量がLa23に換算して0.9質量%となるようにイオン交換を行った。ゼオライトに対するイオン交換率は6.3質量%であった。その後、濾過を行い、固形分を135℃の乾燥機で乾燥して、FCC触媒-2を得た。 The resulting spherical particles were suspended in 10 times the amount of warm water (60°C), then subjected to dehydration filtration, and after further adding 10 times the amount of warm water (60°C) to water, the suspension was further carried out, followed by addition of lanthanum chloride. By contacting with an aqueous solution, ion exchange was carried out so that the content of lanthanum in the FCC catalyst was 0.9% by mass in terms of La 2 O 3 . The ion exchange rate with respect to zeolite was 6.3% by mass. Thereafter, filtration was performed, and the solid content was dried in a drier at 135° C. to obtain FCC catalyst-2.

[実施例3]
~FCC触媒-3調製~
水ガラス(SiO2濃度:17質量%)2941gと硫酸(硫酸濃度:25質量%)1059gを同時に連続的に加えて、SiO2濃度が12.5質量%のシリカバインダー溶液4000gを調製した。このシリカバインダー溶液にカオリン(固形分濃度:84質量%) 1101g、活性マトリックスとして、水酸化アルミニウム(結晶形:ギブサイト、固形分濃度:64質量%)を313g、結晶性ベーマイト(結晶形:ベーマイト、固形分濃度:82質量%)を152g、製造例2で得られたアルミナ-シリカスラリー-2(固形分濃度:10質量%)を3750g加え、さらに、製造例4で得られた超安定化Y型ゼオライトスラリー-2(固形分濃度:33質量%)を1136g加えて良く撹拌した後、この混合スラリーを、噴霧乾燥機を用い入口温度250℃、出口温度150℃の条件で熱風気流中に噴霧し乾燥させて、球状粒子を得た。
[Example 3]
~FCC catalyst-3 preparation~
2941 g of water glass (SiO 2 concentration: 17% by mass) and 1059 g of sulfuric acid (sulfuric acid concentration: 25% by mass) were continuously added simultaneously to prepare 4000 g of a silica binder solution with an SiO 2 concentration of 12.5% by mass. 1101 g of kaolin (solid content concentration: 84% by mass), 313 g of aluminum hydroxide (crystal form: gibbsite, solid content concentration: 64% by mass) as an active matrix, crystalline boehmite (crystal form: boehmite, 152 g of solid content concentration: 82% by mass), 3750 g of the alumina-silica slurry-2 (solid content concentration: 10% by mass) obtained in Production Example 2 was added, and the ultra-stable Y obtained in Production Example 4 was added. After adding 1136 g of type zeolite slurry-2 (solid content concentration: 33% by mass) and stirring well, this mixed slurry is sprayed into a hot air stream using a spray dryer at an inlet temperature of 250 ° C. and an outlet temperature of 150 ° C. and dried to obtain spherical particles.

得られた球状粒子を10倍量の温水(60℃)に懸濁させ、次いで脱水濾過を行い、さらに10倍量の温水(60℃)を掛水した後、さらに懸濁を行い、塩化ランタン水溶液と接触させて、FCC触媒中のランタンの含有量がLa23に換算して1.0質量%となるようにイオン交換を行った。ゼオライトに対するイオン交換率は16.5質量%であった。その後、濾過を行い、固形分を135℃の乾燥機で乾燥して、FCC触媒-3を得た。 The resulting spherical particles were suspended in 10 times the amount of warm water (60°C), then subjected to dehydration filtration, and after further adding 10 times the amount of warm water (60°C) to water, the suspension was further carried out, followed by addition of lanthanum chloride. By contacting with an aqueous solution, ion exchange was carried out so that the content of lanthanum in the FCC catalyst was 1.0% by mass in terms of La 2 O 3 . The ion exchange rate with respect to zeolite was 16.5% by mass. After that, filtration was carried out, and the solid content was dried in a drier at 135° C. to obtain FCC catalyst-3.

[実施例4]
~FCC触媒-4調製~
FCC触媒中のランタンの含有量がLa23に換算して0.6質量%となるようにイオン交換を行った以外は実施例1と同様の操作を実施し、FCC触媒-4を得た。ゼオライトに対するイオン交換率は8.2質量%であった。
[Example 4]
~FCC catalyst-4 preparation~
FCC catalyst-4 was obtained by performing the same operation as in Example 1 except that ion exchange was carried out so that the content of lanthanum in the FCC catalyst was 0.6% by mass in terms of La 2 O 3 . rice field. The ion exchange rate with respect to zeolite was 8.2% by mass.

[比較例1]
~FCC触媒-R1調製~
シリカバインダー溶液の代わりに塩基性塩化アルミニウム水溶液(固形分濃度:23.5質量%)を1596g、カオリン(固形分濃度:84質量%)を1042g用いた以外は実施例1と同様の操作を実施し、FCC触媒-R1を得た。
[Comparative Example 1]
~ FCC catalyst - R1 preparation ~
The same operation as in Example 1 was performed except that 1596 g of basic aluminum chloride aqueous solution (solid content concentration: 23.5% by mass) and 1042 g of kaolin (solid content concentration: 84% by mass) were used instead of the silica binder solution. to obtain FCC catalyst-R1.

[比較例2]
~FCC触媒-R2調製~
FCC触媒中のランタンの含有量がLa23に換算して2.0質量%となるようにイオン交換を行った以外は実施例1と同様の操作を実施し、FCC触媒-R2を得た。ゼオライトに対するイオン交換率は27.5質量%であった。
[Comparative Example 2]
~ FCC catalyst - R2 preparation ~
FCC catalyst-R2 was obtained by performing the same operation as in Example 1 except that ion exchange was performed so that the content of lanthanum in the FCC catalyst was 2.0% by mass in terms of La 2 O 3 . rice field. The ion exchange rate with respect to zeolite was 27.5% by mass.

[比較例3]
~FCC触媒-R3調製~
アルミナ-シリカスラリー-2に代えて、調製例3で得られたアルミナ(ベーマイト)スラリー(固形分濃度:10質量%)を3750g用いた以外は実施例3と同様の操作を実施し、FCC触媒-R3を得た。
FCC触媒の組成および物性を表1-1、表1-2にまとめる。
[Comparative Example 3]
~ FCC catalyst - R3 preparation ~
The same operation as in Example 3 was carried out except that 3750 g of the alumina (boehmite) slurry (solid content concentration: 10% by mass) obtained in Preparation Example 3 was used instead of alumina-silica slurry-2 to prepare an FCC catalyst. - gave R3.
The composition and physical properties of the FCC catalyst are summarized in Tables 1-1 and 1-2.

Figure 2023037954000001
Figure 2023037954000001

Figure 2023037954000002
Figure 2023037954000002

表1-2において、Fresh触媒とは、実施例または比較例で得られた触媒であり、スチーム処理触媒とは、Fresh触媒を780℃にて100%の水蒸気条件下で13時間保持する条件下でスチーム処理した触媒である。
保持率(%)とは、スチーム処理触媒の各種比表面積/Fresh触媒の各種比表面積を百分率で表したものであり、この保持率が高いと耐水熱性が高いことを意味する。
In Table 1-2, the fresh catalyst is the catalyst obtained in Examples or Comparative Examples, and the steam-treated catalyst is the fresh catalyst kept at 780° C. under 100% steam conditions for 13 hours. is a catalyst steamed at
The retention rate (%) is expressed as a percentage of various specific surface areas of the steam treatment catalyst/various specific surface areas of the fresh catalyst, and the higher the retention rate, the higher the hydrothermal resistance.

<流動接触分解触媒組成物の製造方法>
実施例または比較例で得られたFCC触媒にZSM-5を含むアディティブとして日揮触媒化成(株)社製のアディティブ(OCTUP-α)を混合して流動接触分解触媒組成物を得た。
<Method for producing fluid catalytic cracking catalyst composition>
A fluid catalytic cracking catalyst composition was obtained by mixing an additive (OCTUP-α) manufactured by Nikki Shokubai Kasei Co., Ltd. as an additive containing ZSM-5 to the FCC catalyst obtained in Examples or Comparative Examples.

得られた流動接触分解触媒組成物を、ACE-MAT(Advanced Cracking Evaluation-Micro Activity Test) を用い、同一原油、同一反応条件下で、触媒組成物の性能評価試験を行った。各触媒組成物の性能評価試験の結果を表2に示す。ただし、これらの性能評価試験を行う前に、予め触媒再生塔で水熱劣化を受けた状態、を模擬する目的で、780℃で13時間スチーム処理を行った。 The obtained fluid catalytic cracking catalyst composition was subjected to a performance evaluation test of the catalyst composition using ACE-MAT (Advanced Cracking Evaluation-Micro Activity Test) under the same crude oil and the same reaction conditions. Table 2 shows the results of the performance evaluation test of each catalyst composition. However, prior to conducting these performance evaluation tests, steam treatment was performed at 780° C. for 13 hours in order to simulate hydrothermal deterioration in the catalyst regeneration tower.

(触媒活性)
触媒の性能評価試験における反応条件等は以下のとおりである。
原料油:脱硫減圧軽油(DSVGO)100質量%
反応温度:580℃
触媒質量基準の空間速度(WHSV):8h-1
触媒/油比(以下「C/O」と記載する。):5.0(質量%/質量%)
1)転化率:100-(LCO;HCO+CLO)(質量%)
2)収率:C/O=5.0のときの各生成物の割合(質量%)
3)ガソリンの沸点範囲: 30~216℃ (Gasoline)
4)LCOの沸点範間:216~343℃(LCO:Light Cycle Oil)
5)HCO十CLOの沸点範聞:343℃+(HCO:Heavy Cycle Oil、CLO:Clarified Oil)
6)LPG(液体石油ガス)
7)Dry Gas:メタン、エタンおよびエチレン
8)プロピレン:LPGに含まれる。
反応結果を表2にまとめる。
(catalytic activity)
The reaction conditions and the like in the catalyst performance evaluation test are as follows.
Raw material oil: desulfurized vacuum gas oil (DSVGO) 100% by mass
Reaction temperature: 580°C
Space velocity based on catalyst mass (WHSV): 8h -1
Catalyst/oil ratio (hereinafter referred to as “C/O”): 5.0 (% by mass/% by mass)
1) Conversion rate: 100-(LCO; HCO + CLO) (% by mass)
2) Yield: Proportion of each product when C/O = 5.0 (% by mass)
3) Boiling point range of gasoline: 30-216°C (Gasoline)
4) Boiling point range of LCO: 216-343°C (LCO: Light Cycle Oil)
5) HCO + CLO boiling point range: 343 ° C + (HCO: Heavy Cycle Oil, CLO: Clarified Oil)
6) LPG (liquid petroleum gas)
7) Dry Gas: Methane, Ethane and Ethylene 8) Propylene: Included in LPG.
The reaction results are summarized in Table 2.

Figure 2023037954000003
Figure 2023037954000003

Claims (3)

結合剤を10~30質量%、希土類金属でイオン交換されたゼオライトを10~40質量%、粘土鉱物類を10~60質量%、および活性マトリックスを5~30質量%含み、
希土類金属の含有量は希土類金属酸化物(RE23)に換算して0.5~1.2質量%であり、
前記結合剤はシリカ系結合剤であり、
前記ゼオライトは、格子定数が2.438~2.460nmの範囲にあるFAU型ゼオライトであり、
前記活性マトリックスはアルミナ-シリカを含む
流動接触分解触媒。
10-30% by weight of a binder, 10-40% by weight of a zeolite ion-exchanged with rare earth metals, 10-60% by weight of clay minerals, and 5-30% by weight of an active matrix,
The content of the rare earth metal is 0.5 to 1.2% by mass in terms of rare earth metal oxide (RE 2 O 3 ),
The binder is a silica-based binder,
The zeolite is an FAU-type zeolite having a lattice constant in the range of 2.438 to 2.460 nm,
A fluid catalytic cracking catalyst, wherein said active matrix comprises alumina-silica.
(a)結合剤形成成分、ゼオライト、粘土鉱物類、および活性マトリックス形成成分を含む原料スラリーを調製する工程、
(b)前記原料スラリーを、噴霧乾燥し、粒子を得る工程、
(c)前記粒子を、希土類金属を含む水溶液と接触させ、前記ゼオライトを希土類金属でイオン交換する工程
を含み、
前記結合剤形成成分は、シリカ系結合剤形成成分であり、
前記ゼオライトは格子定数が2.438~2.460nmの範囲にあるFAU型ゼオライトであり、
前記活性マトリックスはアルミナ-シリカを含む
流動接触分解触媒の製造方法。
(a) preparing a raw material slurry comprising a binder-forming component, a zeolite, clay minerals, and an active matrix-forming component;
(b) a step of spray-drying the raw material slurry to obtain particles;
(c) contacting the particles with an aqueous solution comprising a rare earth metal to ion exchange the zeolite with the rare earth metal;
The binder-forming component is a silica-based binder-forming component,
The zeolite is FAU-type zeolite having a lattice constant in the range of 2.438 to 2.460 nm,
A process for producing a fluid catalytic cracking catalyst, wherein said active matrix comprises alumina-silica.
請求項1に記載の流動接触分解触媒と、ZSM-5を含む補助触媒とを含む流動接触分解触媒組成物。 A fluid catalytic cracking catalyst composition comprising the fluid catalytic cracking catalyst of claim 1 and a co-catalyst comprising ZSM-5.
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