JP2024506852A - Ｙｎｕ－５ゼオライト、それの調製方法、及び使用方法 - Google Patents
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Abstract
ＹＮＵ－５ゼオライト及び／又はリン変性ＹＮＵ－５ゼオライト、それらの調製方法、並びに、例えば触媒成分の一部としての及び／又は触媒組成物の一部としての、炭化水素変換プロセスにおけるそれらの使用方法が本明細書で開示される。ＹＮＵ－５ゼオライト入り及び／又はリン変性ＹＮＵ－５ゼオライト入り触媒成分、それらの調製方法、並びに石油精製アプリケーション（例えば、流動触媒分解及び水素化分解などの炭化水素変換プロセス）のために適切なそれらの使用方法が本明細書に記載される。ＹＮＵ－５ゼオライト及び／又はリン変性ＹＮＵ－５ゼオライト並びに少なくとも１つの追加の触媒成分と一緒にそれの触媒成分を含む、触媒組成物もまた本明細書で開示される。【選択図】図２
Description
関連出願の相互参照
本出願は、２０２１年２月１日出願の、米国仮特許出願第６３／１４４，００４号の優先権の利益を主張するものであり、その開示は、その全体を本明細書に参照に本明細書によって援用される。
本出願は、２０２１年２月１日出願の、米国仮特許出願第６３／１４４，００４号の優先権の利益を主張するものであり、その開示は、その全体を本明細書に参照に本明細書によって援用される。
本開示は、石油精製触媒及びそれの組成物に関する。特に、本開示は、ＹＮＵ－５ゼオライト、それのリン変性、流動接触分解（ＦＣＣ）アプリケーションなどの、炭化水素変換プロセスのためのそれらの使用方法、及びそれらの調製方法に関する。
ＦＣＣは、世界のブチレン生産の主要源である。ブチレン生産量のほぼ半分は、ＦＣＣユニットから供給され、その４０％超は、アルキル化ユニットによって高オクタンブレンド成分を製造するために消費されている。燃費の改善要求の高まりのために、ますます精製業者は、それらのユニットでブチレンを増産することが利益になると思っている。しかしながら、ＺＳＭ－５単独をベースとする従来のオレフィン最大化添加物は、この目標を満たすのに十分ではない。ＺＳＭ－５添加物は、プロピレンを製造するために設計されており、したがって、それらは、ブチレンよりも多くのプロピレンを製造する。ユニットが湿式ガス圧縮機限定である場合、ＺＳＭ－５の使用は、ブチレンよりもプロピレンを多く増加させ、したがって必要とされるブチレン収率に達する前に、液化石油ガス（ＬＰＧ）限界制限に達する。そのようなシナリオでは、ユニットは、ＺＳＭ－５と比較してブチレン／プロピレン（Ｃ４＝／Ｃ３＝）比率の増加に寄与する触媒（又は添加物）解決策を必要とする。制御された及び意図的なやり方で特定の小オレフィン（例えば、ブチレン）への調整された選択性を持った材料を特定することは、石油精製アプリケーション（例えば、流動接触分解、水素化分解）において興味深い。
特定の実施形態において、本開示は、リン変性ＹＮＵ－５ゼオライトなどのゼオライトを熟慮する。実施形態において、リン変性ＹＮＵ－５は、ゼオライトの総重量を基準として、約０．５重量％～約１０重量％、約１重量％～約５重量％、約１重量％～約３重量％、又は約２重量％～約４重量％リンを含む。
特定の実施形態において、本開示は、ＹＮＵ－５ゼオライトを有するゼオライトと非ゼオライト系マトリックスとを含む触媒成分を提供する。特定の実施形態において、本開示は、ゼオライトの総重量を基準として、約０．５重量％～約１０重量％リンでリン変性されたＹＮＵ－５ゼオライトを有するゼオライトと、非ゼオライト系マトリックスとを含む触媒成分を提供する。本明細書で熟慮されるリン変性ＹＮＵ－５ゼオライのいずれかが触媒成分に含まれ得る。
特定の実施形態において、触媒成分中のリン含有量は、ゼオライトの総重量を基準として、約１重量％～約５重量％、約１重量％～約３重量％、又は約２重量％～約４重量％の範囲である。
特定の実施形態において、非ゼオライト系マトリックスは、粘土、スピネル、ムライト、ベーマイト、アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア、マグネシア、カオリン、メタカオリン、ハロイサイト、カオリナイト、ディッカイト、ナクライト、アナウキサイト、シリカ－アルミナ、シリカ－マグネシア、シリカ－ジルコニア、シリカ－トリア、シリカ－ベリリア、シリカ－チタニア、シリカ－アルミナ－トリア、シリカ－アルミナ－ジルコニア、シリカ－アルミナ－マグネシア、シリカ－マグネシア－ジルコニア、稀土類ドープアルミナ（例えば、イッテルビウムドープアルミナ、ガドリニウムドープアルミナ、セリウムドープアルミナ、若しくはランタンドープアルミナの１つ若しくは複数から選択される）、シリカドープアルミナ、ガンマ－アルミナ、α－アルミナ、χ－アルミナ、δ－アルミナ、θ－アルミナ、κ－アルミナ、又はそれらの混合物の１つ又は複数を含む。
特定の実施形態において、リン変性ＹＮＵ－５ゼオライトは、触媒成分の総重量を基準として、約１重量％～約９０重量％、約２重量％～約８０重量％、又は約５重量％～約６０重量％の量で触媒成分中に存在する。
特定の実施形態において、触媒成分は、約０．３ｍｍｏｌ／（ｇ触媒成分）～約０．９ｍｍｏｌ／（ｇ触媒成分）の全酸性度を有する。
特定の実施形態において、リン変性ＹＮＵ－５ゼオライトは、約５～約６０、約７～約３０、又は約９～約１５の範囲のケイ素対アルミニウム比（ＳＡＲ）を有する。
特定の実施形態において、触媒成分のＢＥＴ全表面積は、約１５０ｍ２／ｇ～約８００ｍ２／ｇ、約２００ｍ２／ｇ～約７７５ｍ２／ｇ、又は約２５０ｍ２／ｇ～約５００ｍ２／ｇの範囲である。
特定の実施形態において、触媒成分のｔ－プロット微細孔容積は、約０．０５ｃｃ／ｇ～約０．３ｃｃ／ｇ、約０．０６ｃｃ／ｇ～約０．２３ｃｃ／ｇ、又は約０．０７ｃｃ／ｇ～約０．２０ｃｃ／ｇの範囲である。
特定の実施形態において、リン変性ＹＮＵ－５ゼオライト（及び前記ゼオライトを含む触媒成分）は、ピーク位置及び相対強度に関して、リン変性なしのゼオライト（例えば、リン変性なしのＹＮＵ－５ゼオライト及び／又はリン変性なしのＹＮＵ－５ゼオライト入り触媒成分）の第２のＸＲＤパターンと実質的に同様である、第１のＸ線回折（ＸＲＤ）パターンを有する。
特定の実施形態において、本開示は、第１の成分及び第２の成分を含む石油精製アプリケーション（例えば、流動接触分解（ＦＣＣ）及び／又は水素化分解などの炭化水素変換プロセス）のための触媒組成物を提供する。
特定の実施形態において、第１の成分は、ＹＮＵ－５ゼオライトと非ゼオライト系マトリックスとを含む。特定の実施形態において、第１の成分は、第１の成分中のゼオライトの総重量を基準として、約０．５重量％～約１０重量％リンでリン変性された／安定させられたＹＮＵ－５ゼオライトと、非ゼオライト系マトリックスとを含む。特定の実施形態において、第１の成分は、本明細書に記載されるリン変性ＹＮＵ－５ゼオライトのいずれかと非ゼオライト系マトリックスとを含む。
特定の実施形態において、本明細書で熟慮される触媒組成物中の第２の成分は、第１の成分とは組成的に異なる。特定の実施形態において、第２の成分は、第２の非ゼオライト系マトリックスと１つ又は複数のゼオライト（例えば、ＺＳＭ－５、ゼオライトＹ、ベータゼオライト等）とを含む。特定の実施形態において、触媒組成物は、第１の成分とは及び第２の成分とは組成的に異なる少なくとも１つの追加の触媒成分（例えば、ＺＳＭ－５、ゼオライトＹ、ベータゼオライト等）を含み得る。
特定の実施形態において、第１の触媒成分は、触媒組成物の総重量を基準として、約１重量％～約２５重量％、約１．５重量％～約１５重量％、又は約２重量％～約１０重量％の範囲の量で触媒組成物中に存在する。
特定の実施形態において、第２の触媒成分及び含まれる場合に任意の追加の触媒成分は、触媒組成物の総重量を基準として、（累積的に）約７５重量％～約９９重量％、約８５重量％～約９８．５重量％、又は約９０重量％～約９８重量％の範囲の量で触媒組成物中に存在する。
特定の実施形態において、本開示は、本明細書に記載されるリン変性ＹＮＵ－５ゼオライトのいずれかを調製するプロセスであって、ＹＮＵ－５ゼオライトを、限定なしに、リン酸、リン酸ジアンモニウム、又はそれらの組合せなどの、リン含有化合物で安定させること（例えば、含浸により例えば変性すること）を含むプロセスを指向する。
特定の実施形態において、本開示は、リン酸塩安定化ＹＮＵ－５と非ゼオライト系マトリックスとを含む、本明細書に記載される触媒成分のいずれかを調製するプロセスを指向する。特定の実施形態において、本プロセスは、ＹＮＵ－５ゼオライトを、限定なしに、リン酸、リン酸ジアンモニウム、又はそれらの組合せなどの、リン含有化合物で安定させること（例えば、含浸により例えば変性すること）を含む。特定の実施形態において、本プロセスは、リン変性ＹＮＵ－５ゼオライトをか焼することを更に含み得る。特定の実施形態において、本プロセスは、リン変性ＹＮＵ－５ゼオライトを非ゼオライト系マトリックスと組み合わせる（例えば、その場結晶化によって及び／又は組み込みによって）ことを更に含む。
特定の実施形態において、本開示は、リン変性ＹＮＵ－５ゼオライトを含む、本明細書に記載される触媒成分のいずれか（第１の触媒成分と言われる）を、第２の触媒成分（第１の触媒成分とは組成的に異なる）と、及び任意選択的に少なくとも１つの追加の触媒成分（第１の触媒成分とは及び第２の触媒成分とは組成的に異なる）と組み合わせることによって本明細書に記載される触媒組成物のいずれかを調製するプロセスを指向する。
本明細書に記載される触媒組成物は、秀でた触媒性能を様々な炭化水素変換プロセスにおいて示すために、複数のゼオライトフレームワークを含む。例えば、本明細書に記載される触媒組成物は、例えば、流動接触分解プロセスに関連した、特定の実施形態において、秀でたブチレン活性、ブチレン収率、及びブチレン選択性を届け、一方、水素、コークス、重質炭化水素（Ｃ６及びＣ７などの）、並びに軽質炭化水素（Ｃ２などの）などの、あまり望ましくない生成物について一定の又はより低い収率及び選択性を届ける。リン変性ＹＮＵ－５ゼオライトと非ゼオライト系マトリックスとを含む、本明細書に記載される触媒成分はまた、同様な秀でた触媒性能を届ける。
特定の実施形態において、本明細書に記載されるリン変性ＹＮＵ－５ゼオライト及び／若しくは（本明細書に記載されるリン変性ＹＮＵ－５ゼオライトと非ゼオライト系マトリックスとを含む）触媒成分、並びに／又は本明細書に記載される触媒組成物は、炭化水素供給原料を前記ゼオライト及び／若しくは触媒成分並びに／又は触媒組成物と接触させることによって様々な炭化水素変換プロセスにおいて利用され得る。本明細書で熟慮される炭化水素変換プロセスの非限定的な例としては、接触分解、水素化分解、芳香族及び／若しくはイソパラフィンのアルキル化、パラフィン及びポリアルキルベンゼンの異性化、ポリアルキルベンゼンとベンゼン若しくはモノアルキルベンゼンとのランスアルキル化、モノアルキルベンゼンの不均化、重合、改質、水素化、脱水素化、トランスアルキル化、脱アルキル化、水和、脱水、水素処理、水素化脱窒素、水素化脱硫、メタン生成、合成ガスシフトプロセス、水素化精製、又はそれらの組合せの１つ又は複数が挙げられる。
特定の実施形態において、本開示は、供給原料を、本明細書に記載されるＹＮＵ－５ゼオライトのいずれか及び／若しくは本明細書に記載されるリン変性ＹＮＵ－５ゼオライト及び／若しくは（本明細書に記載されるＹＮＵ－５ゼオライト及び／若しくは本明細書に記載されるリン変性ＹＮＵ－５ゼオライトと非ゼオライト系マトリックスとを含む）本明細書に記載される触媒成分のいずれか並びに／又は本明細書に記載される触媒組成物のいずれかと接触させることによる炭化水素供給原料の接触分解のプロセスを指向する。
特定の実施形態において、供給原料を、リン変性ＹＮＵ－５ゼオライトと非ゼオライト系マトリックスとを含む、本明細書に記載される触媒成分のいずれかと接触させることから達成される、第１のブチレン対プロピレン選択性比は、供給原料を、リン変性なしのＹＮＵ－５と接触させることから達成される、第２のブチレン対プロピレン選択性比よりも大きい。
特定の実施形態において、供給原料を、リン変性ＹＮＵ－５ゼオライトと非ゼオライト系マトリックスとを含む、本明細書に記載される触媒組成物のいずれかと接触させることから達成される、第１のブチレン対プロピレン選択性比は、供給原料を、ＹＮＵ－５ゼオライトなしのベータゼオライト及び／又はＺＳＭ－５ゼオライトを含む触媒組成物と接触させることから達成される。第２のブチレン対プロピレン選択性比よりも大きい。
特定の実施形態において、ゼオライト構造及び活性は、以下の特性：ゼオライト表面積（ＺＳＡ）、全表面積（ＴＳＡ）、スチーム処理ゼオライト表面積（ｓＺＳＡ）、全酸性度、細孔容積、ＴＣ４＝（全ブチレン）収率、ブチレン対プロピレン選択性比等の１つ又は複数によって証明され得る。これらの値は、目標達成可能な値と、及び本明細書に記載される触媒成分又は触媒組成物に固有ではないと見なされるべきである。
本開示の上記の及び他の特徴、それらの特質、及び様々な利点は、添付の図面と併用される、以下の詳細な説明の検討でより明らかになるであろう。
定義
本明細書において、単数形「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、及び「その（ｔｈｅ）」は、文脈が明確にそうでないことを示さない限り、複数の言及を含む。したがって、例えば、「成分」への言及は、単一の成分並びに２つ以上の類似の成分又は異なる成分の混合物等を含む。
本明細書において、単数形「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、及び「その（ｔｈｅ）」は、文脈が明確にそうでないことを示さない限り、複数の言及を含む。したがって、例えば、「成分」への言及は、単一の成分並びに２つ以上の類似の成分又は異なる成分の混合物等を含む。
本明細書において使用される、測定量に関連する「約」という用語は、当業者が測定を行い、測定目的及び測定装置の精度に見合ったレベルの注意を払って見込まれる、その測定量における通常の変動を指す。特定の実施形態において、「約」という用語は、言及された数±１０％を含み、したがって「約１０」は、９～１１を含むであろう。
本明細書において、「触媒」又は「触媒組成物」又は「触媒材料」という用語は、反応を促進する材料を指す。本明細書において、「組成物」という用語は、触媒組成物又は添加剤組成物に言及する場合、第２の成分と混合された又はブレンドされた第１の成分などの、２種以上の別個の及び異なる成分のブレンド又は混合物を指す。特定の実施形態において、組成物中の成分は、化合しており、物理的手段（例えば、濾過）によって分離することができない。他の実施形態において、組成物中の成分は、化合しておらず、物理的手段（例えば、濾過）によって分離され得る。
本明細書において、「流動接触分解」又は「ＦＣＣ」という用語は、石油原油の高沸点、高分子量炭化水素画分が、より価値のあるガソリン、オレフィン系ガス、及び他の製品に変換される石油精製所における変換プロセスを指す。
「分解条件」又は「ＦＣＣ条件」は、典型的なＦＣＣプロセス条件を指す。典型的なＦＣＣプロセスは、４５０℃～６５０℃の反応温度で、６００℃～８５０℃の触媒再生温度で行われる。高温再生触媒は、ライズ反応器の底部で炭化水素フィードに添加される。固体触媒粒子の流動化は、リフトガスで促進され得る。触媒は、気化し、フィードを所望の分解温度まで過熱する。触媒及びフィードの上昇通過中に、フィードは分解され、コークスが触媒上に堆積する。コークス付き触媒及び分解生成物は、ライザーを出て、反応器容器の上部において、固体－ガス分離システム、例えば、一連のサイクロンに入る。分解された生成物は、ガス、ガソリン、軽質ガスオイル、重質サイクルガスオイルを含む、一連の生成物へと分画される。いくつかのより重質の炭化水素は、反応器にリサイクルされ得る。
本明細書において、「フィード」又は「供給原料」という用語は、高沸点及び高分子量を有する原油の部分を指す。ＦＣＣプロセスにおいて、炭化水素供給原料は、ＦＣＣユニットのライザーセクション中へ注入され、そこで、供給原料は、触媒再生器からライザー反応器に循環された高温触媒に接触したときに、より軽質の、より価値のある生成物へ分解される。
本明細書において、「粒子」は、噴霧乾燥によって得ることができる微小球の形態にあることができる。当事者によって理解されるように、微小球は、形状が必ずしも完全に球形であるわけではない。
本明細書において、「非ゼオライト系成分」又は「マトリックス」又は「非ゼオライト系マトリックス」という用語は、ゼオライト又はモレキュラシーブではないＦＣＣ触媒の成分を指す。本明細書において、非ゼオライト系成分は、バインダー及び充填材を含むことができる。
本明細書において、「ゼオライト」という用語は、ケイ素、アルミニウム及び酸素イオンの広範な３次元ネットワークをベースとするフレームワークを持った及び実質的に一様な細孔分布を有する結晶性アルミノシリケートを指す。
本明細書での値の範囲の列挙は、本明細書で特に指示されない限り、範囲内に入る各別個の値に個別に言及する簡略法として機能することを意図するにすぎず、各別個の値は、あたかもそれが本明細書で個別に列挙されているかのように本明細書に組み込まれる。本明細書に記載される全ての方法は、本明細書で特に指示されない限り又は文脈によって特に明確に否定されない限り、任意の適切な順序で実施することができる。本明細書で提供される任意の及び全ての例、又は例示的な言語（例えば、「などの」）の使用は、特定の材料及び方法を例示することを意図するにすぎず、範囲に限定を提起するものでない。本明細書における言語は、任意の特許請求されない要素が開示される材料及び方法の実施にとって絶対に必要であると示すとして解釈されるべきではない。
本開示は、特定の実施形態において、リン変性ＹＮＵ－５ゼオライト、リン変性ＹＮＵ－５ゼオライトを含む触媒成分、リン変性ＹＮＵ－５入り触媒成分が添加物として含まれる触媒組成物、それらの調製方法、及びそれらの使用方法を指向する。
本開示は、特定の実施形態において、ＹＮＵ－５ゼオライト、ＹＮＵ－５ゼオライトを含む触媒成分、又は改善されたブチレン選択性などの、改善された生成物選択性のための接触分解アプリケーションにおいて使用するためのＹＮＵ－５ゼオライトを含む触媒成分入りの触媒組成物を指向する。
上記の言及ゼオライト、（特定の場合には第１の触媒成分と言われ得る）触媒成分、触媒組成物、それらの調製方法、及びそれらの使用方法が記載されるであろう。
本説明の全体にわたってＹＮＵ－５ゼオライトへの言及は、Ｎ．Ｎａｋａｚａｗａ ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１３９（２０１７）７９８９及びｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｉｚａ－ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．ｏｒｇ／ｄａｔａｂａｓｅｓ／によるＹＦＩゼオライト構造のゼオライトを指す。特定の実施形態において、本明細書で熟慮されるＹＮＵ－５ゼオライトのＹＦＩゼオライトフレームワーク構造は、相互接続した１２、１２、及び８環細孔並びに独立の直線的８環チャネルを含有する多次元の及び普通でない細孔構造を持って微小孔性の結晶性アルミノシリケートとして記載され得る。特定の実施形態において、本明細書に記載されるＹＮＵ－５ゼオライトは、約７２２６．３Å３の単位格子体積で格子定数ａ＝１８．１０５Å、ｂ＝３１．７３６Å、及びｃ＝１２．５７６Åの斜方晶系結晶対称で索引を付けられ得る。特定の実施形態において、本明細書に記載されるＹＮＵ－５ゼオライトのＹＦＩフレームワークは、９個の独立した４面体的に配位した原子を含む。
ＹＮＵ－５ゼオライト及び第１の触媒成分
特定の実施形態において、本開示は、リン変性ＹＮＵ－５ゼオライトを包含する。
特定の実施形態において、本開示は、リン変性ＹＮＵ－５ゼオライトを包含する。
特定の実施形態において、本開示は、ＹＮＵ－５ゼオライトと第１の非ゼオライト系マトリックスとを含む第１の触媒成分を包含する。
特定の実施形態において、本開示は、リン変性されたＹＮＵ－５ゼオライトと第１の非ゼオライト系マトリックスとを含む第１の触媒成分を包含する。本明細書に記載されるリン変性ＹＮＵ－５ゼオライトのいずれも、本明細書で熟慮される第１の触媒成分の一部であり得る。
図１は、スチーミング前の及びリン変性なしのＹＮＵ－５ゼオライトを含む触媒成分（「ＹＮＵ－５」）；スチーミング後の及びリン変性なしのＹＮＵ－５ゼオライトを含む触媒成分（「ＹＮＵ－５－Ｓ」）；スチーミング後の及び２重量％リン変性ありのＹＮＵ－５ゼオライトを含む触媒成分（「２重量％Ｐ／ＹＮＵ－５＿ＳＴ」）；スチーミング後の及び４重量％リン変性ありのＹＮＵ－５ゼオライトを含む触媒成分（「４重量％Ｐ／ＹＮＵ－５＿ＳＴ」）；スチーミング後の及び６重量％リン変性ありのＹＮＵ－５ゼオライトを含む触媒成分（「６重量％Ｐ／ＹＮＵ－５＿ＳＴ」）のＸ線回折（ＸＲＤ）パターンを例示する。
特定の実施形態において、リン変性ＹＮＵ－５ゼオライト（例えば、図１の「ＹＮＵ－５」のＸＲＤと比べて「２重量％Ｐ／ＹＮＵ－５＿ＳＴ」及び「４重量％Ｐ／ＹＮＵ－５＿ＳＴ」の並びに「６重量％Ｐ／ＹＮＵ－５＿ＳＴ」のＸＲＤ）は、ピーク位置及び強度に関して、リン変性なしの同じゼオライトの第２のＸＲＤパターンと実質的に同様である第１のＸＲＤパターンを有する。
特定の実施形態において、リン変性ＹＮＵ－５ゼオライトのケイ素対アルミニウム比（ＳＡＲ）は、約５、約６、約７、約８、約９、約１０、約１１、約１２、約１３、若しくは約１４のいずれかから約１５、約２０、約２５、約３０、約３５、約４０、約４５、約５０、約５５、若しくは約６０のいずれかまでの範囲であるか、又はその中の任意の部分範囲若しくは単一のＳＡＲ値である。一実施形態において、本明細書で熟慮されるＹＮＵ－５ゼオライトのいずれのＳＡＲも、リン変性されているかどうかに関わりなく、約５～約６０の範囲である。一実施形態において、本明細書で熟慮されるＹＮＵ－５ゼオライトのいずれのＳＡＲも、リン変性されているかどうかに関わりなく、約７～約３０の範囲である。一実施形態において、本明細書で熟慮されるＹＮＵ－５ゼオライトのいずれのＳＡＲも、リン変性されているかどうかに関わりなく、約９～約１５の範囲である。限定的として解釈されることなしに、ＳＡＲは、ゼオライトの安定性及び活性に影響を及ぼす重要なパラメータであることができると考えられる。ＳＡＲ値は、ゼオライト構造の安定性の維持とゼオライトが含まれる触媒成分のブチレン活性との間でバランスを取るべきである。
第１の触媒成分（それがリン変性ＹＮＵ－５ゼオライトを含む場合）中の及び／又は本明細書で熟慮されるリン変性ＹＮＵ－５ゼオライト中のリン含有量は、ゼオライトの総重量を基準として、約０．５重量％、約１重量％、約１．５重量％、約２重量％、約２．５重量％、約３重量％、若しくは約３．５重量％のいずれかから約４重量％、約５重量％、約６重量％、約７重量％、約８重量％、約９重量％、若しくは約１０重量％のいずれかまでの範囲であり得るか、又はその中の任意の部分範囲若しくは単一のリン濃度であり得る。一実施形態において、リン含有量は、ゼオライトの総重量を基準として、約０．５重量％～約１０重量％の範囲である。一実施形態において、リン含有量は、ゼオライトの総重量を基準として、約１重量％～約５重量％の範囲である。一実施形態において、リン含有量は、ゼオライトの総重量を基準として、約２重量％～約４重量％の範囲である。一実施形態において、リン含有量は、ゼオライトの総重量を基準として、約１重量％～約３重量％の範囲である。
第１の触媒成分は、リン変性されているかどうかに関わりなく、第１の触媒成分の総重量を基準として、約１重量％、約２重量％、約３重量％、約４重量％、約５重量％、約６重量％、約７重量％、約８重量％、約９重量％、約１０重量％、約１５重量％、約２０重量％、約２５重量％、約３０重量％、若しくは約３５重量％のいずれかから約４０重量％、約４５重量％、約５０重量％、約５５重量％、約６０重量％、約６５重量％、約７０重量％、約７５重量％、約８０重量％、約８５重量％、若しくは約９０重量％のいずれかまでの範囲、又はその中の任意の部分範囲若しくは単一濃度値の量で、本明細書に記載されるＹＮＵ－５ゼオライトのいずれかを含み得る。残りは、第１の非ゼオライト系マトリックス及び／又は１つ若しくは複数の追加のゼオライトであり得る。
第１の非ゼオライト系マトリックスは、粘土、スピネル、ムライト、ベーマイト、アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア、マグネシア、カオリン、メタカオリン、ハロイサイト、カオリナイト、ディッカイト、ナクライト、アナウキサイト、シリカ－アルミナ、シリカ－マグネシア、シリカ－ジルコニア、シリカ－トリア、シリカ－ベリリア、シリカ－チタニア、シリカ－アルミナ－トリア、シリカ－アルミナ－ジルコニア、シリカ－アルミナ－マグネシア、シリカ－マグネシア－ジルコニア、稀土類ドープアルミナ（例えば、イッテルビウムドープアルミナ、ガドリニウムドープアルミナ、セリウムドープアルミナ、若しくはランタンドープアルミナの１つ若しくは複数から選択される）、シリカドープアルミナ、ガンマ－アルミナ、α－アルミナ、χ－アルミナ、δ－アルミナ、θ－アルミナ、κ－アルミナ、又はそれらの混合物の１つ又は複数を含み得る。
１つ又は複数の追加のゼオライトは、構造ＢＥＡのゼオライト（例えば、ベータゼオライト）、ＭＳＥ（例えば、ＭＣＭ－６８、ＵＺＭ－３５）、－ＳＶＲ、ＦＡＵ（例えば、ゼオライトＹ）、ＭＯＲ、ＣＯＮ、ＳＯＦ、ＭＦＩ（例えば、ＺＳＭ－５）、ＩＭＦ、ＦＥＲ、ＭＷＷ、ＭＴＴ、ＴＯＮ、ＥＵＯ、ＭＲＥ、ＮＡＴ、ＣＨＡ、ＴＵＮ、ＹＦＩ、又はそれらの組合せを含み得る。特定の実施形態において、１つ又は複数の追加のゼオライトは、限定なしに、（１）例えば、ＵＳＹ、ＲＥＹ、シリコアルミノホスフェートＳＡＰＯ－５、ＳＡＰＯ－３７、ＳＡＰＯ－４０、ＭＣＭ－９、メタロアルミノホスフェートＭＡＰＯ－３６、アルミノホスフェートＶＰＩ－５、又はメソ多孔性の結晶性材料ＭＣＭ－４１；ＲＥＵＳＹ、ゼオライトＸ、ゼオライトＹ、脱アルミ化ゼオライトＹ、シリカ富化脱アルミ化ゼオライトＹ、ゼオライトベータ、ＺＳＭ－３、ＺＳＭ－４、ＺＳＭ－１８及びＺＳＭ－２０などの大細孔ゼオライト（例えば、約７オングストロームよりも大きい細孔開口を有するもの）、（２）例えば、ＺＳＭ－５、ＹＮＵ－５、ＺＳＭ－１１、ＺＳＭ－１１中間体、ＺＳＭ－１２、ＺＳＭ－２２、ＺＳＭ－２３、ＺＳＭ－３５、ＺＳＭ－３８、ＺＳＭ－４８、ＺＳＭ－５７ シリコアルミノホスフェートＳＡＰＯ－３１などの中細孔ゼオライト（例えば、約４オングストローム～約７オングストロームの細孔開口を有するもの）、並びに（３）例えば、エリオナイト及びＺＳＭ－３４など小細孔ゼオライト（例えば、約４オングストローム未満の細孔開口を有するもの）を含み得る。特定の実施形態において、１つ又は複数の追加のゼオライトは、限定なしに、ゼオライトＡ、ゼオライトＢ、ゼオライトＦ、ゼオライトＨ、ゼオライトＫ～Ｇ、ゼオライトＬ、ゼオライトＭ、ゼオライトＱ、ゼオライトＲ、ゼオライトＴ、モルデナイト、エリオナイト、オフレタイト、フェリエライト、チャバザイト、クリノプチロライト、グメリナイト、フィリップサイト及びフォージャサイトを含み得る。
特定の実施形態において、スチーミング前及び／又はスチーミング後の、第１の触媒成分のＢＥＴ全表面積（ＴＳＡ）は、約１５０ｍ２／ｇ、約１７５ｍ２／ｇ、約２００ｍ２／ｇ、約２２５ｍ２／ｇ、約２５０ｍ２／ｇ、約２７５ｍ２／ｇ、約３００ｍ２／ｇ、約３２５ｍ２／ｇ、約３５０ｍ２／ｇ、約３７５ｍ２／ｇ、若しくは約４００ｍ２／ｇのいずれかから約４２５ｍ２／ｇ、約４５０ｍ２／ｇ、約４７５ｍ２／ｇ、約５００ｍ２／ｇ、約５２５ｍ２／ｇ、約５５０ｍ２／ｇ、約５７５ｍ２／ｇ、約６００ｍ２／ｇ、約６２５ｍ２／ｇ、約６５０ｍ２／ｇ、約６７５ｍ２／ｇ、約７００ｍ２／ｇ、約７２５ｍ２／ｇ、約７５０ｍ２／ｇ、約７７５ｍ２／ｇ、若しくは約８００ｍ２／ｇのいずれかまでの範囲であるか、又はこの中の任意の部分範囲若しくは単一の表面積値である。一実施形態において、スチーミング前及び／又はスチーミング後の、第１の触媒成分のＢＥＴ全表面積は、約１５０ｍ２／ｇ～約８００ｍ２／ｇの範囲である。一実施形態において、スチーミング前及び／又はスチーミング後の、第１の触媒成分のＢＥＴ全表面積は、約２００ｍ２／ｇ～約７７５ｍ２／ｇの範囲である。一実施形態において、スチーミング前及び／又はスチーミング後の、第１の触媒成分のＢＥＴ全表面積は、約２５０ｍ２／ｇ～約５００ｍ２／ｇの範囲である。一実施形態において、スチーミング前及び／又はスチーミング後の、第１の触媒成分のＢＥＴ全表面積は、約２７５ｍ２／ｇ～約４００ｍ２／ｇの範囲である。限定的として解釈されることなしに、特定の実施形態において流動接触分解プロセスに関して、ブチレン活性（少なくとも第１の触媒成分を炭化水素フィードと接触させたときに発生する第１の触媒成分の用量当たりのブチレンの量として定量化される）は、ゼオライト表面積（ＺＳＡ）の増加（若しくはＴＳＡの増加）とともに及び／又はスチーム処理ゼオライト表面積（ＳＺＳＡ）（若しくはスチーム処理ＴＳＡ）の増加とともに増加すると考えられる。
特定の実施形態において、第１の触媒成分は、約０．０５ｃｃ／ｇ、約０．０６ｃｃ／ｇ、約０．０７ｃｃ／ｇ、約０．０８ｃｃ／ｇ、約０．０９ｃｃ／ｇ、約０．１０ｃｃ／ｇ、約０．１１ｃｃ／ｇ、約０．１２ｃｃ／ｇ、約０．１３ｃｃ／ｇ、約０．１４ｃｃ／ｇ、若しくは約０．１５ｃｃ／ｇのいずれかから約０．１６ｃｃ／ｇ、約０．１７ｃｃ／ｇ、約０．１８ｃｃ／ｇ、約０．１９ｃｃ／ｇ、約０．２０ｃｃ／ｇ、約０．２１ｃｃ／ｇ、約０．２２ｃｃ／ｇ、約０．２３ｃｃ／ｇ、約０．２４ｃｃ／ｇ、約０．２５ｃｃ／ｇ、約０．２６ｃｃ／ｇ、約０．２７ｃｃ／ｇ、約０．２８ｃｃ／ｇ、約０．２９ｃｃ／ｇ、若しくは約０．３０ｃｃ／ｇのいずれかまでの範囲の、スチーミング前及び／又はスチーミング後の、ｔ－プロット微細孔容積、又はこの中の任意の部分範囲若しくは単一の微細孔容積を有する。一実施形態において、第１の触媒成分は、約０．０５ｃｃ／ｇ～約０．３０ｃｃ／ｇの範囲の、スチーミング前及び／又はスチーミング後の、ｔ－プロット微細孔容積を有する。一実施形態において、第１の触媒成分は、約０．０６ｃｃ／ｇ～約０．２３ｃｃ／ｇの範囲の、スチーミング前及び／又はスチーミング後の、ｔ－プロット微細孔容積を有する。一実施形態において、第１の触媒成分は、約０．０７ｃｃ／ｇ～約０．２０ｃｃ／ｇの範囲の、スチーミング前及び／又はスチーミング後の、ｔ－プロット微細孔容積を有する。限定的として解釈されることなしに、特定の実施形態において流動接触分解プロセスに関して、第１の触媒成分の微細孔容積は、第１の触媒成分のブチレン関連活性への重要なコントリブータであり得る。
特定の実施形態において、第１の触媒成分は、約０．３ｍｍｏｌ／（ｇ触媒）～約０．９ｍｍｏｌ／（ｇ触媒）、約０．３ｍｍｏｌ／（ｇ触媒）～約０．８ｍｍｏｌ／（ｇ触媒）、若しくは約０．３ｍｍｏｌ／（ｇ触媒）～約０．７ｍｍｏｌ／（ｇ触媒）の範囲の、スチーミング前の、全酸性度、又はこの中の任意の部分範囲若しくは単一の全酸性度値を有する。限定的として解釈されることなしに、特定の実施形態において流動接触分解プロセスに関して、第１の触媒成分の全酸性度は、特定の場合に、第１の触媒成分のブチレン関連活性の反映であり得ると考えられる。試験された触媒成分中の酸部位の総数に関する情報を提供する、全酸性度は、ＮＨ３昇温脱離によって測定される。
本開示の特定の実施形態に従った、ＹＮＵ－５ゼオライト及び／若しくはリン変性ＹＮＵ－５ゼオライト並びに／又は第１の触媒成分の調製は、少なくとも一部は、Ｎ．Ｎａｋａｚａｗａ ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１３９（２０１７）７９８９に記載された合成に従い、その教示は、それらの全体を参照により援用され、少なくとも一部は、以下に更に詳述される。
特定の実施形態において、ＹＮＵ－５ゼオライト調製は、有機構造指向剤（ＯＳＤＡ）カチオン（例えば、下記の化学構造を有する、及びＭｅ２Ｐｒ２Ｎ＋ＯＨ－とも言われるジメチルジプロピルアンモニウム（水酸化物形態））の水溶液を、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）水溶液、水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液、及びシリカ源（例えば、コロイド状シリカ）と混合して第１の混合物を形成することによって始まる。実施形態において、Ｓｉ源は、コロイド状シリカ、ヒュームドシリカ、及びテトラエチルオルトシリケートの１つ又は複数である。一実施形態において、Ｓｉ源は、コロイド状シリカである。
実施形態において、第１の混合物は、第１の温度で（約１５℃～約１００℃、約２０℃～約９０℃、若しくは約２５℃～約８０℃、又は約２５℃の室温で）第１の継続時間（約２時間～約６時間、約３時間～約５時間、又は約４時間）撹拌され得る。
特定の実施形態において、ＦＡＵ型ゼオライト（アルミニウム源及び追加のケイ素源としても機能する）が、約１ＳｉＯ２：０．０２５Ａｌ２Ｏ３：０．１７ＯＳＤＡ：０．１５ＮａＯＨ：０．１５ＫＯＨ：７Ｈ２Ｏのモル組成を有する第２の混合物を形成するために第１の混合物に添加され得る。特定の実施形態において、第２の混合物は、静的条件下で第２の継続時間（例えば、約５日～約１４日、約６日～約１０日、又は約７日）ある温度（例えば、約１５０℃～約２００℃、約１６０℃～約１９０℃、又は約１７０℃）で加熱され得る。
特定の実施形態において、ＹＮＵ－５調製プロセスは、種結晶添加合成手順である。例えば、ＹＮＵ－５種結晶が、合成中に、例えば、ＦＡＵ型ゼオライトの添加後に添加され得る。特定の実施形態において、合成中に添加されるＹＮＵ－５種結晶の量は、「重量％ＳｉＯ２投入」として表される。特定の実施形態において、合成中に添加されるＹＮＵ－５種結晶の量は、第２の混合物（例えば、約１ＳｉＯ２：０．０２５Ａｌ２Ｏ３：０．１７ＯＳＤＡ：０．１５ＮａＯＨ：０．１５ＫＯＨ：７Ｈ２Ｏのモル組成を有する第２の混合物）の総重量を基準として、約０．１重量％～約１０重量％、約０．５重量％～約５重量％、又は約１重量％～約３重量％の範囲である。
添加されるケイ素源及びアルミニウム源の量は、目標ＳＡＲを達成するように調整され得る。ケイ素源、アルミニウム源、又は塩基のタイプは、限定的として解釈されるべきではない。当業者により容易に特定することができるような、他の適切なケイ素源、アルミニウム源、又は塩基が使用され得る。
特定の実施形態において、ＹＮＵ－５ゼオライトの合成及び結晶化プロセスが完了したらすぐに、スラリーは、ＹＮＵ－５ゼオライト微小球をその母液の実質的な部分から分離するために濾過され得る。微小球は、例えば、それらを濾過中に又は濾過後にかのいずれかに水と接触させることによって洗浄され得る。洗浄ステップの目的は、さもなければ微小球内に同伴して残るであろう母液を除去することである。その後、微小球は乾燥させられ得る。乾燥は、約４０℃～約２５０℃、約８０℃～約２００℃、又は約１００℃～約１４０℃の範囲の温度で起こり得る。乾燥継続時間は、約２時間～約７２時間、約５時間～約２４時間、又は約８時間～約１５時間の範囲であり得る。
特定の実施形態において、製造されたままのＹＮＵ－５は、吸蔵された構造指向剤（ＳＤＡ）を除去するために、例えば、か焼継続時間（例えば、約２時間～約８時間）、か焼温度（例えば、約５００℃～約７００℃）にて空気中でか焼される。
リン変性ＹＮＵ－５及び／又は第１の触媒成分を調製するプロセスは、合成されたＹＮＵ－５ゼオライトをリンで変性する又は安定させることを更に含み得る。変性又は安定化は、特定の実施形態において、合成されたＹＮＵ－５ゼオライトにリンを含浸させることを含み得る。含浸は、リン源での初期湿潤含浸によってであり得る。適切なリン源には、限定なしに、リン酸、リン酸二アンモニウム、又はそれらの組合せが含まれ得る。特定の実施形態において、ＹＦＩ構造化ゼオライト（例えば、ＹＮＵ－５）をリンで変性する又は安定させる他の方法が利用され得る。利用されるリン源の量は、第１の触媒成分中の目標リン含有量を達成するように調整され得る。
リン変性ＹＮＵ－５ゼオライトは、（リン変性／安定化の前に、記載される前の乾燥ステップに加えて又は前の乾燥ステップの代わりに）乾燥させられ得る。特定の実施形態において、リン変性ＹＮＵ－５の乾燥は、約４０℃～約２５０℃、約８０℃～約２００℃、又は約１００℃～約１４０℃の範囲の温度で起こり得る。リン変性ＭＳＥゼオライトの乾燥継続時間は、約２時間～約７２時間、約５時間～約２４時間、又は約８時間～約１５時間の範囲であり得る。
第１の触媒成分を調製するプロセスは、例えば、マッフル炉中で、リン変性ＹＮＵ－５ゼオライトをか焼することを更に含み得る。か焼継続時間は、約３０分～約１０時間、約１時間～約８時間、又は約２時間～約４時間の範囲であり得る。か焼温度は、約４００℃～約８００℃、約５００℃～約７５０℃、又は約６００℃～約７００℃の範囲であり得る。か焼温度及び継続時間は、限定的として解釈されるべきではない。様々な状況下で、他のか焼継続時間焼期間及び温度が利用され得る。
特定の実施形態において、本明細書に記載される第１の触媒成分のいずれかを調製するプロセスは、本明細書に記載されるＹＮＵ－５ゼオライト及び／又はリン変性ＹＮＵ－５ゼオライトのいずれかを、本明細書に記載される（第１の）非ゼオライト系マトリックス材料のいずれかと組み合わせることを更に含む。組み合わせることは、その場結晶化によって又は組み込みによって達成され得る。
ＹＮＵ－５ゼオライト及び／若しくはリン変性ＹＮＵ－５ゼオライト並びに／又は第１の触媒成分を調製するための本明細書に記載されるプロセスは、限定的として解釈されるべきではない。特定の実施形態において、１つ又は複数の乾燥ステップがプロセスの様々な部分で実施され得、１つ又は複数のか焼ステップがプロセスの様々な部分で実施され得、１つ又は複数のリン安定化／変性ステップがプロセスの様々な部分で実施され得る等である。同様に、ステップの順序は、限定的として解釈されるべきではなく、リン安定化／変性及び／又は乾燥並びに／又はか焼（及び任意選択的に他のステップ）は、プロセスにおける本明細書に上で記載されたものとは異なるステップで導入され得ることが理解されるべきである。特定の実施形態において、単一の実体が上記のプロセスステップの全てを行うであろうし、一方、代わりの実施形態において、２つ以上の実体が上記のプロセスステップを行うであろうこともまた理解されるべきである。
限定的として解釈されることなしに、特定の実施形態において、ＹＮＵ－５ゼオライトへの及び／又は第１の触媒成分へのリンの包含は、概して炭化水素変換プロセスにおける、及び特に流動接触分解及び／又は水素化分解アプリケーションにおける性能の改善に寄与すると考えられる、スチーム処理に対してＹＮＵ－５ゼオライト構造及び／又は第１の触媒成分を安定させると考えられる。異なるゼオライト構造は、スチーム処理などの、厳しい条件下で異なって挙動し、それ故に、各ゼオライトは、必要に応じて、カスタマイズされた安定化技術から利益を得るであろう。ゼオライトＹなどの、特定のゼオライト構造に関しては、希土類カチオンが、構造安定化のために使用され得る。１つのゼオライト構造に役立ち得る安定化技術は、異なるゼオライト構造に必ずしも役立ち得ない。上記にもかかわらず、意外にも、リンがＹＮＵ－５ゼオライトの構造安定化のために使用され得ることが本明細書で特定された。
触媒組成物
特定の実施形態において、本開示は、第２の触媒成分及び任意選択的に少なくとも１つの追加の成分と一緒に、本明細書に記載される第１の触媒成分のいずれかを含む触媒組成物を指向する。第２の触媒組成物は、第１の触媒成分とは組成的に異なる。存在し得る任意の追加の成分も、第１の触媒成分とは及び第２の触媒成分とは組成的に異なり得る。
特定の実施形態において、本開示は、第２の触媒成分及び任意選択的に少なくとも１つの追加の成分と一緒に、本明細書に記載される第１の触媒成分のいずれかを含む触媒組成物を指向する。第２の触媒組成物は、第１の触媒成分とは組成的に異なる。存在し得る任意の追加の成分も、第１の触媒成分とは及び第２の触媒成分とは組成的に異なり得る。
第２の触媒成分は、第２のゼオライトと第２の非ゼオライト系マトリックスとを含み得る。それぞれの少なくとも１つの追加の成分は、それぞれの１つの追加の非ゼオライト系マトリックスを含み得る。特定の実施形態において、少なくとも１つの追加の成分は、少なくとも１つの追加のゼオライトを含む。
第２のゼオライト及び／又は少なくとも１つの追加のゼオライトは、構造ＢＥＡ（例えば、ベータゼオライト）、ＭＳＥ（例えば、ＭＣＭ－６８、ＵＺＭ－３５）、－ＳＶＲ、ＦＡＵ（例えば、ゼオライトＹ）、ＭＯＲ、ＣＯＮ、ＳＯＦ、ＭＦＩ（例えば、ＺＳＭ－５）、ＩＭＦ、ＦＥＲ、ＭＷＷ、ＭＴＴ、ＴＯＮ、ＥＵＯ、ＭＲＥ、ＮＡＴ、ＣＨＡ、ＴＵＮ、ＹＦＩ、又はそれらの組合せから独立して選択され得る。特定の実施形態において、第２のゼオライト及び／又は少なくとも１つの追加のゼオライトは、限定なしに、（１）例えば、ＵＳＹ、ＲＥＹ、シリコアルミノホスフェートＳＡＰＯ－５、ＳＡＰＯ－３７、ＳＡＰＯ－４０、ＭＣＭ－９、メタロアルミノホスフェートＭＡＰＯ－３６、アルミノホスフェートＶＰＩ－５、又はメソ多孔性の結晶性材料ＭＣＭ－４１；ＲＥＵＳＹ、ゼオライトＸ、ゼオライトＹ、脱アルミ化ゼオライトＹ、シリカ富化脱アルミ化ゼオライトＹ、ゼオライトベータ、ＺＳＭ－３、ＺＳＭ－４、ＺＳＭ－１８及びＺＳＭ－２０などの大細孔ゼオライト（例えば、約７オングストロームよりも大きい細孔開口を有するもの）、（２）例えば、ＺＳＭ－５、ＹＮＵ－５、ＺＳＭ－１１、ＺＳＭ－１１中間体、ＺＳＭ－１２、ＺＳＭ－２２、ＺＳＭ－２３、ＺＳＭ－３５、ＺＳＭ－３８、ＺＳＭ－４８、ＺＳＭ－５７ シリコアルミノホスフェートＳＡＰＯ－３１などの中細孔ゼオライト（例えば、約４オングストローム～約７オングストロームの細孔開口を有するもの）、並びに（３）例えば、エリオナイト及びＺＳＭ－３４などの小細孔ゼオライト（例えば、約４オングストローム未満の細孔開口を有するもの）から独立して選択され得る。特定の実施形態において、第２のゼオライト及び／又は少なくとも１つの追加のゼオライトは、限定なしに、ゼオライトＡ、ゼオライトＢ、ゼオライトＦ、ゼオライトＨ、ゼオライトＫ－Ｇ、ゼオライトＬ、ゼオライトＭ、ゼオライトＱ、ゼオライトＲ、ゼオライトＴ、モルデナイト、エリオナイト、オフレタイト、フェリエライト、チャバザイト、クリノプチロライト、グメリナイト、フィリップサイト、フォージャサイト、及びそれらの組合せから独立して選択され得る。
上記のゼオライトの多くの水熱的及び／又は化学的変性バージョンはまた、本明細書で熟慮される触媒組成物中の第２の触媒成分において及び／又は少なくとも１つの追加の成分（存在する場合）において適切に使用され得る。
一実施形態において、第２の成分中の第２のゼオライト及び／又は少なくとも１つの追加の成分中の少なくとも１つの追加のゼオライト（存在する場合）は、７オングストロームよりも大きい細孔径を有する大細孔モレキュラシーブゼオライトを含む。一実施形態において、第２の成分中の第２のゼオライト及び／又は少なくとも１つの追加の成分中の少なくとも１つの追加のゼオライト（存在する場合）は、ゼオライトＹを含む。一実施形態において、第２の成分中の第２のゼオライト及び／又は少なくとも１つの追加の成分中の少なくとも１つの追加のゼオライト（存在する場合）は、ＺＳＭ－５、ベータゼオライト、又はそれらの組合せを含む。一実施形態において、第２の成分中の第２のゼオライトは、Ｙゼオライトであり、少なくとも１つの追加の成分中の少なくとも１つの追加のゼオライト（存在する場合）は、ＺＳＭ－５、ベータゼオライト、又はそれらの組合せである。一実施形態において、第２の成分中の第２のゼオライトは、Ｙゼオライトと、ＺＳＭ－５及びベータゼオライトの少なくとも１つとの組合せである。
少なくとも１つの追加の成分中の第２の非ゼオライト系マトリックス及び／又は少なくとも１つの追加の非ゼオライト系マトリックス（存在する場合）は、独立して、粘土、スピネル、ムライト、ベーマイト、アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア、マグネシア、カオリン、メタカオリン、ハロイサイト、カオリナイト、ディッカイト、ナクライト、アナウキサイト、シリカ－アルミナ、シリカ－マグネシア、シリカ－ジルコニア、シリカ－トリア、シリカ－ベリリア、シリカ－チタニア、シリカ－アルミナ－トリア、シリカ－アルミナ－ジルコニア、シリカ－アルミナ－マグネシア、シリカ－マグネシア－ジルコニア、稀土類ドープアルミナ（例えば、イッテルビウムドープアルミナ、ガドリニウムドープアルミナ、セリウムドープアルミナ、若しくはランタンドープアルミナの１つ若しくは複数から選択される）、シリカドープアルミナ、ガンマ－アルミナ、α－アルミナ、χ－アルミナ、δ－アルミナ、θ－アルミナ、κ－アルミナ、又はそれらの混合物の１つ又は複数を含み得る。
本明細書に記載される第１の触媒成分のいずれも、触媒組成物の総重量を基準として、約１重量％、約１．５重量％、約２．０重量％、約２．５重量％、約３．０重量％、約３．５重量％、約４．０重量％、約４．５重量％、約５．０重量％、約５．５重量％、約６．０重量％、約６．５重量％、約７．０重量％、約７．５重量％、約８．０重量％、約８．５重量％、約９．０重量％、若しくは約９．５重量％のいずれかから約１０重量％、約１１重量％、約１２重量％、約１３重量％、約１４重量％、約１５重量％、約１６重量％、約１７重量％、約１８重量％、約１９重量％、約２０重量％、約２１重量％、約２２重量％、約２３重量％、約２４重量％、若しくは約２５重量％のいずれかまでの範囲、又はその中の任意の部分範囲若しくは単一の濃度値の量で、本明細書で熟慮される触媒組成物のいずれか中に存在し得る。一実施形態において、第１の触媒組成物は、触媒組成物の総重量を基準として、約１重量％～約２５重量％の範囲の量で触媒組成物中に存在する。一実施形態において、第１の触媒組成物は、触媒組成物の総重量を基準として、約１．５重量％～約１５重量％の範囲の量で触媒組成物中に存在する。一実施形態において、第１の触媒組成物は、触媒組成物の総重量を基準として、約２重量％～約１０重量％の範囲の量で触媒組成物中に存在する。
第２の触媒成分及び／又は任意の追加の成分は、累積的に、第１の触媒成分の濃度と合わせて、合計１００重量％になるであろう量で触媒組成物中に存在する。
特定の実施形態において、第２の触媒成分は、触媒組成物の総重量を基準として、約４０重量％、約４５重量％、約５０重量％、約５５重量％、約６０重量％、約６５重量％、約７０重量％、約７５重量％、若しくは約８０重量％のいずれかから約８５重量％、約９０重量％、約９１重量％、約９２重量％、約９３重量％、約９４重量％、約９５重量％、若しくは約９６重量％のいずれかまでの範囲、又はその中の任意の部分範囲若しくは単一値の量で触媒組成物中に存在する７オングストロームよりも大きい細孔径を有する大細孔モレキュラシーブゼオライト（限定なしに、ゼオライトＹ、脱アルミ化ゼオライトＹ、シリカ富化脱アルミ化ゼオライトＹ、ＲＥＹ、ＵＳＹ、ＣＲＥＹ、ＲＥＵＳＹ等などの）を含む。
特定の実施形態において、少なくとも１つの追加の成分は、触媒組成物の総重量を基準として、約０．５重量％、約１重量％、約１．５重量％、約２重量％、約２．５重量％、若しくは約３重量％のいずれかから約４重量％、約５重量％、約６重量％、約７重量％、約８重量％、約９重量％、約１０重量％、若しくは約１５重量％のいずれかまでの範囲、又はその中の任意の部分範囲若しくは単一値の量で触媒組成物中に存在する。
特定の実施形態において、触媒組成物中の第１の触媒成分の量は、第２の触媒成分の量よりも低い。例えば、ＦＣＣ触媒組成物中の第１の触媒成分（ＹＮＵ－５ゼオライト及び／又はＰ変性ＹＮＵ－５ゼオライトを含む）対第２の触媒成分の重量：重量比は、約１：１．５～約１：２０、約１：３～約１：１５、若しくは約１：５～約１：１３の範囲であり得、又はその中の任意の部分範囲若しくは単一の比率値であり得る。
特定の実施形態において、本開示は、本明細書に記載される第１の触媒成分のいずれかを、第２の触媒成分及び任意選択的に存在する場合、少なくとも１つの追加の成分と組み合わせることによって本明細書に記載される触媒組成物のいずれかを調製する方法を指向する。本プロセスは、触媒組成物中の成分のそれぞれを調製すること、例えば、第１の触媒成分を調製すること及び／又は第２の触媒成分を調製すること及び／又は組成物中に存在し得る任意の追加の成分を調製することを更に含み得る。
特定の実施形態において、様々な成分は、別個の及び異なる粒子として配合され得る。このようにして、第１の触媒成分は、カスタマイズされた性能を持ったカスタマイズされた触媒溶液を提供するために必要に応じてＦＣＣ触媒組成物に添加され得る。触媒組成物は、向上した全ブチレン収率、向上したブチレン対プロピレン選択性比、向上した触媒安定性（例えば、触媒成分及び／又は触媒組成物中のゼオライト構造の安定性）等などの、向上した性能を示すように設計され得る。
使用方法
特定の実施形態において、本開示は、概して炭化水素変換プロセス並びに特に流動接触分解及び／又は水素化分解などの、石油精製アプリケーションでの本明細書に記載されるＹＮＵ－５ゼオライトのいずれか（リン変性されているかどうかに関わりなく）の使用を及び／又は本明細書に記載される第１の触媒組成物のいずれかの使用及び／又は本明細書に記載される触媒組成物のいずれかの使用を指向する。
特定の実施形態において、本開示は、概して炭化水素変換プロセス並びに特に流動接触分解及び／又は水素化分解などの、石油精製アプリケーションでの本明細書に記載されるＹＮＵ－５ゼオライトのいずれか（リン変性されているかどうかに関わりなく）の使用を及び／又は本明細書に記載される第１の触媒組成物のいずれかの使用及び／又は本明細書に記載される触媒組成物のいずれかの使用を指向する。
特定の実施形態において、適切な炭化水素変換プロセスは、接触分解、水素化分解、芳香族及び／若しくはイソパラフィンのアルキル化、パラフィン及びポリアルキルベンゼンの異性化、ポリアルキルベンゼンとベンゼン若しくはモノアルキルベンゼンとのランスアルキル化、モノアルキルベンゼンの不均化、重合、改質、水素化、脱水素化、トランスアルキル化、脱アルキル化、水和、脱水、水素処理、水素化脱窒素、水素化脱硫、メタン生成、合成ガスシフトプロセス、水素化精製、又はそれらの組合せから選択され得る。
これらのプロセスの全てが、炭化水素供給原料を、本明細書に記載されるＹＮＵ－５ゼオライトのいずれか（リン変性されているかどうかに関わりなく）及び／又は本明細書に記載される第１の触媒成分のいずれか及び／又は本明細書に記載される触媒組成物のいずれかと接触させることを含む。
流動接触分解（ＦＣＣ）は、広く使用されている接触分解プロセスの１つのタイプである。本プロセスは、典型的には、流動床を形成するためにフィード炭化水素の上昇流中に懸濁した粒子を有する粉末状触媒を用いる。ゼオライトベースの触媒は、ゼオライト、シリカ－アルミナ、アルミナ及び他のバインダーを含有する複合触媒であるとして一般的に使用される。代表的なプロセスにおいて、分解は、垂直の又は上向きに傾斜したパイプである、ライザーで行われる。
予熱されたフィード（例えば、真空ガスオイル）は、フィードノズルを介してライザーの基部へ噴霧され得、そこでそれは、約４００℃～約８００℃の温度で熱流動化触媒に接触する。フィードは、触媒との接触時に気化し、分解が起こり、高分子量オイルを液化石油ガス（ＬＰＧ）、ガソリン、及び蒸留物を含むより軽質の成分へ変換する。触媒－フィードの混合物は、ライザーを通って短時間（数秒）で上方へ流れ、次いで混合物はサイクロンで分離される。こうして、触媒から分離された炭化水素は、ＬＰＧ、ガソリン、ディーゼル、灯油、ジェット燃料、及び他の可能な画分への分離のための分留器に導かれる。
ライザーを通過する間に、分解触媒は、本プロセスが触媒粒子上への堆積コークスの形成を伴うので、失活する。そのように汚染された触媒は、分解された炭化水素蒸気から分離され、触媒の細孔中に残留する炭化水素が除去するためにスチームで更に処理される。次いで、触媒は、再生装置に導かれ、そこでコークスは、触媒粒子表面から焼き払われ、こうして触媒の活性を回復させ、且つ次の反応サイクルのための必要な熱を供給する。分解のプロセスは吸熱性である。次いで、再生された触媒は、新しいサイクルで使用される。ＦＣＣなどの接触分解プロセスのための新しい触媒は、それ故に再生ができるべきである。ＹＮＵ－５ゼオライト及び／若しくはリン変性ＹＮＵ－５ゼオライト並びに／又は第１の触媒成分は、一実施形態において、再生に関して安定である。
接触分解プロセスは、ガスオイル、重質ナフサ、サイクルオイル、脱れき原油残渣、フィッシャ－トロプシュ（Ｆｉｓｃｈｅｒ－Ｔｒｏｐｓｃｈ）ワックス、スラックワックス、前述の水素化処理生成物及びそれらの組合せなどの供給原料を使用して、本明細書に記載される第１の触媒成分及び／又は触媒組成物を使って実施され得、ガソリンが典型的に所望の生成物である。約４００℃～約８００℃の温度条件、約０～約６８８ｋＰａ・ｇ（約０～１００ｐｓｉｇ）の圧力条件及び約０．１秒～約１時間の接触時間が適切である。約４５０℃～約７００℃の温度条件、約０～約３４４ｋＰａ・ｇ（約０～５０ｐｓｉｇ）の圧力条件及び約０．１秒～約数分の接触時間が多くの場合に好ましい。好ましい条件は、分解される炭化水素供給原料及び所望の分解生成物に基づいて決定される。
ナフサ分解プロセスは、エチレン及びプロピレンなどの軽質オレフィンに接触分解される、ストレート－ランナフサ、コーカーナフサ、ビスブレーカーナフサ、ＦＣＣナフサ及び触媒重合ナフサ（Ｃａｔ Ｐｏｌｙナフサ）などの、しかしそれらに限定されない、ナフサ供給原料を使用して、本明細書に記載される第１の触媒成分及び／又は触媒組成物を使って実施され得る。ナフサは、例えば、流動接触分解（ＦＣＣ）型の反応器において第１の触媒成分と接触させられる。反応器の選択は、ナフサ供給流を触媒と密接に混合するための任意のタイプの反応器であることができる。このタイプの反応器は、当業者に周知である。
或いはまた、連続的な触媒再生付きの移動床反応器、又は圧力スイング若しくは温度スイングによる定期的な触媒再生付きの固定床反応器などの反応器型が、炭化水素フィードを第１の触媒成分と接触させるために利用され得る。ナフサ分解などの接触分解プロセスのための新しい触媒は、それ故に再生ができるべきである。ＹＮＵ－５ゼオライト及び／若しくはリン変性ＹＮＵ－５ゼオライト並びに／又は第１の触媒成分は、実施形態において、再生に関して安定である。
ナフサ分解反応は、約４００℃～約７００℃の温度で実施することができる。分解プロセスは、約０～約６８８ｋＰａ・ｇ（約０～１００ｐｓｉｇ）の圧力条件及び約０．１秒～約１時間、好ましくは約０．１秒～約０．１時間の接触時間を使用して実施され得る。より長い接触時間は、全ての他のプロセス変数が等しいと仮定して、より低い温度で使用され、一方、より短い時間はより高い温度で使用される。
オレフィン分解プロセスは、好ましくは、Ｃ４又はＣ５～Ｃ１０オレフィンを含む混合オレフィン流などの供給原料を使用して、第１の触媒成分及び／又は触媒組成物を使って実施され、エチレン、プロピレン、及びブチレンが主要な所望の生成物である。オレフィン分解反応器の運転は、４００℃～６５０℃、好ましくは５００℃～６００℃の温度においてである。運転中のオレフィン分解反応器についての圧力は、０ｋＰａ～３４４ｋＰａであり、好ましい運転圧力は、オレフィン分圧について１０ｋＰａ～２００ｋＰａである。オレフィン分解プロセスについての接触時間は、約０．１秒～約１時間である。
Ｃ４又はＣ５～Ｃ１０オレフィン供給原料は、オレフィンをより小さい分子に分解するために、第１の触媒成分及び／又は触媒組成物上に通される。分解プロセスは、触媒成分及び／又は触媒組成物上でいくらかのコーキングを発生させ、時間の経過とともに触媒活性は、コークスでの触媒細孔の閉塞のために低下する。触媒成分及び／又は触媒組成物は、コークスを酸化し、それを、主にＮ２、Ｈ２Ｏ、ＣＯ及びＣＯ２を含むガスとして除去することによって再生され得る。反応器内の触媒は、定期的に再生される得、それ故にプロセスは、頻繁に複数の反応器間でスイングし得る。或いはまた、連続的な触媒再生付きの移動又は流動床反応器などの反応器型が、炭化水素フィードを第１の触媒成分及び／又は触媒組成物と接触させるために利用され得る。オレフィン分解などの接触分解プロセスのための新しい触媒は、それ故に再生ができるべきである。本明細書に記載される第１の触媒成分及び／又は触媒組成物は、一実施形態において、再生に関して安定である。
特定の実施形態において、本開示は、供給原料を、本明細書に記載されるＹＮＵ－５ゼオライトのいずれか及び／若しくは本明細書に記載されるリン変性ＹＮＵ－５ゼオライトのいずれか並びに／又は本明細書に記載される第１の触媒成分のいずれか及び／若しくは本明細書に記載される触媒組成物のいずれかと接触させることによる炭化水素供給原料の接触分解及び／又は水素化分解のためのプロセスを包含する。一実施形態において、本開示は、供給原料を、ＹＮＵ－５ゼオライト及び第１の非ゼオライト系マトリックスを含む第１の触媒成分と接触させることによる炭化水素供給原料の接触分解及び／又は水素化分解のためのプロセスを指向する。一実施形態において、本開示は、供給原料を、リン変性ＹＮＵ－５ゼオライトと第１の非ゼオライト系マトリックスとを含む第１の触媒成分と接触させることによる炭化水素供給原料の接触分解及び／又は水素化分解のためのプロセスを指向する。第１の触媒成分は、限定なしに、リン含有量、ＸＲＤパターン、全酸性度、ＳＡＲ、微細孔容積、表面積、又はそれらの組合せの１つ又は複数に関して本明細書で前に記載された特性のいずれかを有し得る。
一実施形態において、本開示は、供給原料を、（本明細書に記載される第１の触媒成分、第２の触媒成分、及び任意選択的に少なくとも１つの追加の成分を含む）本明細書に記載される触媒組成物のいずれかと接触させることによる炭化水素供給原料の接触分解及び／又は水素化分解のためのプロセスを指向する。触媒組成物及びその構成成分は、限定なしに、様々な構成成分の濃度、様々な構成成分の組成、又はそれらの組合せの１つ又は複数に関して本明細書で上に記載された特性のいずれかを有し得る。
特定の実施形態において、本明細書に記載されるＹＮＵ－５ゼオライト及び／若しくは本明細書に記載されるリン変性ＹＮＵ－５ゼオライト並びに／又は本明細書に記載される第１の触媒成分及び／若しくは本明細書に記載される触媒組成物は、例えば、小さいオレフィンへの分解のために一般的に使用されるゼオライトである、例えば、ＺＳＭ－５と比較してより高いブチレンへの選択性及び／又はより高い全ブチレン収率を有する。
一実施形態において、本明細書に記載されるＹＮＵ－５ゼオライト及び／若しくは本明細書に記載されるリン変性ＹＮＵ－５ゼオライト並びに／又は本明細書に記載されるような第１の触媒成分及び／若しくは本明細書に記載されるような触媒組成物のいずれかを、ＦＣＣ条件下で炭化水素供給原料と接触させると、第１のブチレン対プロピレン選択性比を示し、一方、同じ炭化水素供給原料を、ＺＳＭ－５及びゼロのＹＮＵ－５ゼオライト（又はゼロのリン変性ＹＮＵ－５ゼオライト）を含む触媒成分と同じＦＣＣ条件下で接触させると、第１のブチレン対プロピレン選択性比より低い第２のブチレン対プロピレン選択性比を示す。
一実施形態において、本明細書に記載されるリン変性ＹＮＵ－５ゼオライト並びに／又は本明細書に記載されるような第１の触媒成分（リン変性ＹＮＵ－５ゼオライト入りの）及び／若しくは本明細書に記載されるような触媒組成物（リン変性ＹＮＵ－５ゼオライトを含む触媒成分入りの）のいずれかを、ＦＣＣ条件下で炭化水素供給原料と接触させると、第１のブチレン対プロピレン選択性比を示し、一方、同じ炭化水素供給原料を、リン変性なしのＹＮＵ－５ゼオライトを含む触媒成分と同じＦＣＣ条件下で接触させると、第１のブチレン対プロピレン選択性比と実質的に同様であるか又はそれより低い第２のブチレン対プロピレン選択性比を示す。
特定の実施形態において、本明細書に記載されるような、炭化水素フィードを分解する方法は、約０．７より大きい、約０．８より大きい、約０．８５より大きい、約０．９より大きい、若しくは約０．９５より大きい、又は約１より大きい平均ブチレン対プロピレン選択性比をもたらす。一実施形態において、本明細書に記載されるような、炭化水素フィードを分解する方法は、約０．７より大きい平均ブチレン対プロピレン選択性比をもたらす。一実施形態において、本明細書に記載されるような、炭化水素フィードを分解する方法は、約０．８より大きい平均ブチレン対プロピレン選択性比をもたらす。一実施形態において、本明細書に記載されるような、炭化水素フィードを分解する方法は、約０．８５より大きい平均ブチレン対プロピレン選択性比をもたらす。一実施形態において、本明細書に記載されるような、炭化水素フィードを分解する方法は、約０．９より大きい平均ブチレン対プロピレン選択性比をもたらす。一実施形態において、本明細書に記載されるような、炭化水素フィードを分解する方法は、約０．９５より大きい平均ブチレン対プロピレン選択性比をもたらす。一実施形態において、本明細書に記載されるような、炭化水素フィードを分解する方法は、約１より大きい平均ブチレン対プロピレン選択性比をもたらす。
一実施形態において、本明細書に記載されるようなＹＮＵ－５ゼオライトのいずれか及び／若しくは本明細書に記載されるようなリン変性ＹＮＵ－５ゼオライト並びに／又は本明細書に記載されるような第１の触媒成分及び／若しくは本明細書に記載されるような触媒組成物のいずれかを、ＦＣＣ条件下で炭化水素供給原料と接触させると、第１の全ブチレン収率（所与の転化率値での）を示し、一方、同じ炭化水素供給原料を、ＺＳＭ－５及びゼロのＹＮＵ－５ゼオライト（又はゼロのリン変性ＹＮＵ－５ゼオライト）を含む触媒成分と同じＦＣＣ条件下で接触させると、第１の全ブチレン収率と実質的に同様であるか又はそれよりも低い第２の全ブチレン収率（同じ転化率値での）を示す。
特定の実施形態において、本明細書に記載される第１の触媒成分及び／又は本明細書に記載される触媒組成物は、小さいオレフィン化学種（例えば、ブチレン）などの、有利な生成物に関して向上した性能を示し、一方、ベンゼン、トルエン、キシレン（ＢＴＸ）、メタン、エタン、Ｃ６、及びＣ７の１つ又は複数などの、あまり好ましくない生成物への選択性を抑制する。
特定の実施形態において、本開示は、ＹＮＵ－５ゼオライトをリン含有化合物で変性することによるＹＮＵ－５ゼオライトを含む触媒成分の触媒活性（スチーミング後の）を安定させるプロセスを指向する。スチーミング後の触媒活性の保存は、限定なしに、一定の転化率値での全ブチレン収率、ブチレン対プロピレン選択性比、ＳＡＲ、ゼオライト表面積、微細孔容積、全酸性度、又はそれらの組合せの１つ又は複数などの１つ又は複数のパラメータについての値をスチーミング前及びスチーミング後に比較することによって評価され得る。特定の実施形態において、上記のパラメータのいずれも、スチーミング前及びスチーミング後に本明細書に記載される第１の触媒成分について及び／又は本明細書に記載される触媒組成物について実質的に同様のままである。更に、特定の実施形態において、上記のパラメータのいずれも、スチーミング前又はスチーミング後にリン安定化／変性なしの第１の触媒成分と比較して、本明細書に記載される第１の触媒成分（スチーミング前又はスチーミング後にかかわらず）に関して実質的に同様のままである。例示的なスチーミング条件は、１ｍｌ／分の流量で、８１６℃で約４時間スチーム処理することを含む。いくつかの実施形態において、スチーミングは、約１時間～約２４時間行行われる。スチーミング温度及び継続時間は、限定的として解釈されるべきではない。様々な状況下で、他のスチーミング継続時間及び温度が利用され得る。
「実質的に同様の」という用語は、本明細書においては、特定の値が、それが比較されつつある値の約５％以内、約１０％以内、又は約１５％以内であることを指す。
以下の実施例は、本開示の理解を支援するために記載され、本明細書に記載され、特許請求される本発明を特に限定するものとして解釈されるべきではない。当業者の範囲内であろう、現在知られているか又は後に開発される全ての同等物の置換を含む、本発明のそのような変形、及び配合物における変更又は実験設計における小さな変更は、本明細書に組み込まれる本発明の範囲内に入ると考えられるべきである。
実施例１：ＹＮＵ－５の合成
ＹＮＵ－５は、Ｎ．Ｎａｋａｚａｗａ ｅｔ ａｌ，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１３９（２０１７）７９８９に記載されるプロセスに従って合成され、その教示は、それらの全体を参照により援用され、以下に、少なくともある程度、更に詳述される。
ＹＮＵ－５は、Ｎ．Ｎａｋａｚａｗａ ｅｔ ａｌ，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１３９（２０１７）７９８９に記載されるプロセスに従って合成され、その教示は、それらの全体を参照により援用され、以下に、少なくともある程度、更に詳述される。
有機構造指向剤（ＯＳＤＡ）カチオン（例えば、以下の化学構造を有する、及びＭｅ２Ｐｒ２Ｎ＋ＯＨ－と言われるジメチルジイソプロピルアンモニウム（水酸化物形態））の水溶液を、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）水溶液、水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液、及びシリカ源（例えば、コロイド状シリカ）と混合して第１の混合物を形成した。第１の混合物を、第１の温度で（約１５℃～約１００℃、約２０℃～約９０℃、若しくは約２５℃～約８０℃、又は約２５℃の室温で）第１の継続時間（約２時間～約６時間、約３時間～約５時間、又は約４時間）撹拌した。
その後、ＦＡＵ型ゼオライトを添加して約１のＳｉＯ２：０．０２５のＡｌ２Ｏ３：０．１７のＯＳＤＡ：０．１５のＮａＯＨ：０．１５のＫＯＨ：７のＨ２Ｏのモル組成を有する第２の混合物を形成した。第２の混合物を、静止状態下に、ある温度（例えば、約１５０℃～約２００℃、約１６０℃～約１９０℃、又は約１７０℃）で第２の継続時間（例えば、約５日～約１４日、約６日～約１０日、又は約７日）加熱した。
固体生成物を、濾過又は遠心分離によって回収し、（例えば、水で）繰り返し洗浄し、（例えば、約１２時間）乾燥させた。製造されたままのＹＮＵ－５を、か焼継続期間（例えば、約２時間～約８時間）か焼温度（例えば、約５００℃～約７００℃）にて空気中でか焼して吸蔵された構造指向剤（ＳＤＡ）を除去し、スチーミング前に、図１に示されるようなＸＲＤパターン、スチーミング条件（例えば、約１ｍＬ／分のＨ２Ｏの流量で約２時間～約２４時間、約８００℃～８５０℃のスチーミング温度）下でスチーミングした後に、図１に示されるような「ＹＮＵ－５＿ＳＴ」のＸＲＤパターンを示す「ＹＮＵ－５」を形成した。
実施例２：ＹＮＵ－５のゼオライト構造へのリン変性の影響
実施例１からのＹＮＵ－５ゼオライトを、リン酸ジアンモニウムの水溶液（（ＮＨ４）２ＨＰＯ４水性をＹＮＵ－５ゼオライトに含浸させること（例えば、初期湿潤含浸を行うこと）によってリン化学種で更に変性した。リン酸ジアンモニウムを、ＹＮＵ－５ゼオライトの総重量を基準として、約２重量％リン、約４重量％リン、及び約６重量％リンを含浸したＹＮＵ－５ゼオライトを達成するのに適切な量で添加した。含浸後に、リン変性ＹＮＵ－５を乾燥させ（例えば、約１２０℃で約１２時間）、マッフル炉中でか焼継続時間（例えば、約２時間～約８時間、又は約３時間）か焼した（例えば、約５００℃～約７００℃、又は約６５０℃）。
実施例１からのＹＮＵ－５ゼオライトを、リン酸ジアンモニウムの水溶液（（ＮＨ４）２ＨＰＯ４水性をＹＮＵ－５ゼオライトに含浸させること（例えば、初期湿潤含浸を行うこと）によってリン化学種で更に変性した。リン酸ジアンモニウムを、ＹＮＵ－５ゼオライトの総重量を基準として、約２重量％リン、約４重量％リン、及び約６重量％リンを含浸したＹＮＵ－５ゼオライトを達成するのに適切な量で添加した。含浸後に、リン変性ＹＮＵ－５を乾燥させ（例えば、約１２０℃で約１２時間）、マッフル炉中でか焼継続時間（例えば、約２時間～約８時間、又は約３時間）か焼した（例えば、約５００℃～約７００℃、又は約６５０℃）。
様々な濃度のリンで変性されたＹＮＵ－５をスチーミング条件（例えば、約１ｍＬ／分のＨ２Ｏ流量で約２時間～約２４時間、約８００℃～８５０℃のスチーミング温度）にかけた。スチーミング後のＰ変性ＹＮＵ－５に関して得られたＸＲＤ構造は「２重量％Ｐ／ＹＮＵ－５」、「４重量％Ｐ／ＹＮＵ－５」、及び「６重量％Ｐ／ＹＮＵ－５」として図１に示す。
図１の様々なＸＲＤパターンを比較することから理解できるように、ＹＮＵ－５のＭＳＥ構造は、リン変性後及び／又はスチーミング後に保持されている。
実施例３：１－オクテン分解反応におけるＹＮＵ－５ゼオライト（Ｐ変性あり及びなし）の性能
スチーミング後の、リン変性ありのＹＮＵ－５ゼオライト含有触媒成分の性能を、１－オクテンの分解反応において、リン変性なしのＹＮＵ－５ゼオライト含有触媒成分のそれと比較した。反応条件は、次の通りであった：２．５ｍｇの触媒成分、Ｐ１－オクテンは３３ｋＰａであり、温度は６００℃であり、Ａｒ流量は３０ｍｌ／分であった。スチーミング条件は、８１６℃で４時間、１ｍｌ／分の速度での水流であった。
スチーミング後の、リン変性ありのＹＮＵ－５ゼオライト含有触媒成分の性能を、１－オクテンの分解反応において、リン変性なしのＹＮＵ－５ゼオライト含有触媒成分のそれと比較した。反応条件は、次の通りであった：２．５ｍｇの触媒成分、Ｐ１－オクテンは３３ｋＰａであり、温度は６００℃であり、Ａｒ流量は３０ｍｌ／分であった。スチーミング条件は、８１６℃で４時間、１ｍｌ／分の速度での水流であった。
以下の触媒成分を評価した：Ａ）ＹＮＵ－５ゼオライトを含む触媒成分（図２Ａ、「ＹＮＵ－５」）、Ｂ）上記スチーミング条件でのスチーミング後のＹＮＵ－５を含む触媒成分（図２Ｂ、「ＹＮＵ－５＿ＳＴ」）、Ｃ）上記スチーミング条件でのスチーミング後の２重量％リンで変性されたＹＮＵ－５を含む触媒成分（図２Ｃ、「２重量％Ｐ／ＭＣＭ－５＿ＳＴ」）、Ｄ）上記スチーミング条件でのスチーミング後の４重量％リンで変性されたＹＮＵ－５を含む触媒成分（図２Ｄ、「４重量％Ｐ／ＭＣＭ－５＿ＳＴ」）、Ｅ）上記スチーミング条件でのスチーミング後の６重量％リンで変性されたＹＮＵ－５を含む触媒成分（図２Ｅ、「６重量％Ｐ／ＭＣＭ－５＿ＳＴ」）。
図において理解できるように、リン変性ＹＮＵ－５を含有する触媒成分（図２Ｃ～２Ｅ）は、未変性ＹＮＵ－５を含有する触媒成分（図２Ａ～２Ｂ）と比較して遅い失活とともにより高いＣ４＝選択性を示した。
実施例４：様々なレベルのリン変性のＹＮＵ－５ゼオライトに関しての活性関連特性
様々なレベルのリン入り触媒成分を、実施例２に記載されたように調製し、それらの酸性度、全表面積、及び微細孔容積に関して特性評価した。これらの特性は、触媒成分の性能を示すものと考えられる。結果を下の表１に要約する。
様々なレベルのリン入り触媒成分を、実施例２に記載されたように調製し、それらの酸性度、全表面積、及び微細孔容積に関して特性評価した。これらの特性は、触媒成分の性能を示すものと考えられる。結果を下の表１に要約する。
表１の結果は、ＹＮＵ－５ゼオライト含有触媒成分にリンを添加すると、スチーム失活後に保持される表面積及び／又は細孔容積の量を改善するように見えないが、それは、より多くの酸部位を（添加されるリンの特定の量まで）保持するのに役立つことを示している。より高い全酸性度は、より高い活性又は改善された触媒性能の反映であると考えられる。表１の結果はまた、改善された触媒性能を提供する好ましいリン含有量範囲が存在し得ることを示唆している。
説明を簡単にするために、本開示の方法の実施形態は、一連の行為として描かれ、記載される。しかしながら、本開示に従った行為は、様々な順序において及び／又は同時に、並びに本明細書に提示されない及び記載されない他の行為と一緒に起こることができる。更に、全ての例示された行為が、開示された主題に従った方法を実施するために必要とされ得るとは限らない。加えて、当業者は、方法が、代替的に、状態図又は事象を介した一連の相互関連状態として表され得ることを理解し、認識するであろう。
前述の説明において、本発明の完全な理解を提供するために、特定の材料、寸法、プロセスパラメータ等などの、多数の具体的な詳細が記載されている。特定の特徴、構造、材料、又は特性は、１つ又は複数の実施形態において任意の適切な様式で組み合わせられ得る。「例」又は「例示的」という用語は、本明細書では、例、実例、又は例示として役立つことを意味するために用いられる。「例」又は「例示的」として本明細書に記載される任意の態様又は設計は、他の態様又は設計よりも好ましいか又は有利であると必ずしも解釈されない。むしろ、「例」又は「例示的」という語の使用は、具体的な様式で概念を提示することが意図される。本出願で用いるところでは、「又は」という用語は、排他的な「又は」よりもむしろ包括的な「又は」を意味することが意図される。すなわち、特に明記しない限り、又は文脈から明らかでない限り、「Ｘは、Ａ又はＢを含む」は、自然な包含的配列のいずれかを意味することが意図される。すなわち、ＸがＡを含む；ＸがＢを含む；又はＸがＡ及びＢの両方を含む場合、「Ｘは、Ａ又はＢを含む」は、前述の例のいずれの下でも満たされる。本明細書全体にわたって「実施形態」、「特定の実施形態」、又は「一実施形態」への言及は、実施形態に関連して記載される特定の特徴、構造、又は特性が少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書全体にわたって様々な場所での語句「実施形態」、「特定の実施形態」、又は「一実施形態」の出現は、必ずしも全てが同じ実施形態に言及するわけではない。
本開示は、それの特定の例示的な実施形態に関して記載されてきた。したがって、本明細書及び図面は、限定的な意味よりもむしろ例示的な意味で考えられるべきである。本明細書に示され記載されているものに加えて、本開示の様々な修正が当業者には明らかであり、それらは添付の特許請求の範囲内にあることが意図されている。
Claims (40)
- 炭化水素供給原料の接触分解のためのプロセスであって、前記供給原料を、ＹＮＵ－５ゼオライトと第１の非ゼオライト系マトリックスとを含む第１の触媒成分と接触させることを含むプロセス。
- 前記ＹＮＵ－５ゼオライトはリン変性されている、請求項１に記載のプロセス。
- 前記第１の触媒成分は、前記第１の触媒成分中の前記リン変性ＹＮＵ－５ゼオライトの総重量を基準として、約０．５重量％～約１０重量％、約１重量％～約５重量％、約１重量％～約３重量％、又は約２重量％～約４重量％リンを含む、請求項２に記載のプロセス。
- 前記第１の触媒成分は、約０．３ｍｍｏｌ／（ｇ触媒）～約０．９ｍｍｏｌ／（ｇ触媒）の全酸性度を有する、請求項１～３のいずれか一項に記載のプロセス。
- 前記ＹＮＵ－５ゼオライトのケイ素対アルミニウム比は、約５～約６０、約７～約３０、又は約９～約１５の範囲である、請求項１～４のいずれか一項に記載のプロセス。
- 前記供給原料を、リン変性ＹＮＵ－５ゼオライトを含む第１の触媒成分と接触させることから達成される、第１のブチレン対プロピレン選択性比は、前記供給原料を、リン変性なしのＹＮＵ－５ゼオライトを含む第１の触媒成分と接触させることから達成される、第２のブチレン対プロピレン選択性比よりも大きい、請求項１～５のいずれか一項に記載のプロセス。
- 前記第１の触媒成分は、触媒組成物の一部であり、前記第１の触媒成分は、前記触媒組成物の総重量を基準として、約１重量％～約２５重量％、約１．５重量％～約１５重量％、又は約２重量％～約１０重量％の範囲の量で前記触媒組成物中に存在する、請求項１～６のいずれか一項に記載のプロセス。
- 前記触媒組成物は、第２の触媒成分を更に含む、請求項７に記載のプロセス。
- 前記第２の触媒成分は、７オングストロームよりも大きい細孔径を有する少なくとも１つの大細孔モレキュラシーブゼオライトを含む、請求項８に記載のプロセス。
- 前記少なくとも１つの大細孔モレキュラシーブゼオライトは、ゼオライトＹである、請求項９に記載のプロセス。
- 前記触媒組成物は、前記第２の触媒成分とは及び前記第１の触媒成分とは組成的に異なる少なくとも１つの追加の成分を更に含む、請求項８～１０のいずれか一項に記載のプロセス。
- 前記少なくとも１つの追加の成分は、ベータゼオライト及び／又はＺＳＭ－５ゼオライトと、少なくとも１つの追加の非ゼオライト系マトリックスとを含む、請求項１１に記載のプロセス。
- 接触分解は、流動接触分解又は水素化分解を含む、請求項１～１２のいずれか一項に記載のプロセス。
- 触媒成分であって、
前記触媒成分中の前記リン変性ＹＮＵ－５ゼオライトの総重量を基準として、約０．５重量％～約１０重量％リンを有するリン変性ＹＮＵ－５ゼオライトと；
非ゼオライト系マトリックスと
を含む触媒成分。 - 前記触媒成分中の前記リン変性ＹＮＵ－５ゼオライトの総重量を基準として、約１重量％～約５重量％、約１重量％～約３重量％、又は約２重量％～約４重量％リンを含む、請求項１４に記載の触媒成分。
- 前記非ゼオライト系マトリックスは、粘土、スピネル、ムライト、ベーマイト、アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア、マグネシア、カオリン、メタカオリン、ハロイサイト、カオリナイト、ディッカイト、ナクライト、アナウキサイト、シリカ－アルミナ、シリカ－マグネシア、シリカ－ジルコニア、シリカ－トリア、シリカ－ベリリア、シリカ－チタニア、シリカ－アルミナ－トリア、シリカ－アルミナ－ジルコニア、シリカ－アルミナ－マグネシア、シリカ－マグネシア－ジルコニア、稀土類ドープアルミナ（例えば、イッテルビウムドープアルミナ、ガドリニウムドープアルミナ、セリウムドープアルミナ、若しくはランタンドープアルミナの１つ又は複数から選択される）、シリカドープアルミナ、ガンマ－アルミナ、α－アルミナ、χ－アルミナ、δ－アルミナ、θ－アルミナ、κ－アルミナ、又はそれらの混合物の１つ又は複数を含む、請求項１４又は１５に記載の触媒成分。
- 前記リン変性ＹＮＵ－５ゼオライトは、前記触媒成分の総重量を基準として、約１重量％～約９０重量％、約２重量％～約８０重量％、又は約５重量％～約６０重量％で前記触媒成分中に存在する、請求項１４～１６のいずれか一項に記載の触媒成分。
- 約０．３ｍｍｏｌ／（ｇ触媒）～約０．９ｍｍｏｌ／（ｇ触媒）の全酸性度を有する、請求項１４～１７のいずれか一項に記載の触媒成分。
- 前記リン変性ＹＮＵ－５ゼオライトの前記ケイ素対アルミニウム比は、約５～約６０、約７～約３０、又は約９～約１５の範囲である、請求項１４～１８のいずれか一項に記載の触媒成分。
- 約１５０ｍ２／ｇ～約８００ｍ２／ｇ、約２００ｍ２／ｇ～約７７５ｍ２／ｇ、又は約２５０ｍ２／ｇ～約５００ｍ２／ｇのＢＥＴ全表面積（ＴＳＡ）を有する、請求項１４～１９のいずれか一項に記載の触媒成分。
- 約０．０５ｃｃ／ｇ～約０．３ｃｃ／ｇ、約０．０６ｃｃ／ｇ～約０．２３ｃｃ／ｇ、又は約０．０７ｃｃ／ｇ～約０．２０ｃｃ／ｇのｔ－プロット微細孔容積を有する、請求項１４～２０のいずれか一項に記載の触媒成分。
- 前記触媒成分の第１のＸＲＤピークパターンは、ピーク位置及び相対強度に関して、リンなしの前記触媒成分の第２のＸＲＤピークパターンと実質的に同様である、請求項１４～２１のいずれか一項に記載の触媒成分。
- 触媒組成物であって：
第１の触媒成分であって、
前記第１の触媒成分中の前記リン変性ＹＮＵ－５ゼオライトの総重量を基準として、約０．５重量％～約１０重量％リンを有するリン変性ＹＮＵ－５ゼオライトと；
第１の非ゼオライト系マトリックスと
を含む第１の触媒成分；及び
第２のゼオライトと第２の非ゼオライト系マトリックスとを含む第２の触媒成分
を含む触媒組成物。 - 前記第１の触媒成分は、前記触媒組成物の総重量を基準として、約１重量％～約２５重量％、約１．５重量％～約１５重量％、又は約２重量％～約１０重量％の範囲の量で前記触媒組成物中に存在する、請求項２３に記載の触媒組成物。
- 前記第２のゼオライトは、７オングストロームよりも大きい細孔径を有する大細孔モレキュラシーブゼオライトを含む、請求項２３又は２４に記載の触媒組成物。
- 前記第２のゼオライトは、ゼオライトＹである、請求項２３～２５のいずれか一項に記載の触媒組成物。
- 前記第２の触媒成分とは及び前記第１の触媒成分とは組成的に異なる少なくとも１つの追加の成分を更に含む、請求項２３～２６のいずれか一項に記載の触媒組成物。
- 前記少なくとも１つの追加の成分は、ベータゼオライト、ＺＳＭ－５ゼオライト、又はそれらの組合せから選択される少なくとも１つの追加のゼオライトを含む、請求項２７に記載の触媒組成物。
- ＹＮＵ－５ゼオライトをリン含有化合物で変性することを含む、請求項１４～２２のいずれか一項に記載の触媒成分を調製するプロセス。
- 前記リン含有化合物は、リン酸、リン酸ジアンモニウム、又はそれらの組合せを含む、請求項２９に記載のプロセス。
- 変性することは、前記ＹＮＵ－５ゼオライトにリン含有化合物を含浸させることを含む、請求項２９又は３０に記載のプロセス。
- 前記リン変性ＹＮＵ－５ゼオライトをか焼することを更に含む、請求項３１に記載のプロセス。
- 前記リン変性ＹＮＵ－５を前記非ゼオライトマトリックスと組み合わせることを更に含む、請求項２９～３２のいずれか一項に記載のプロセス。
- 前記第１の触媒成分を、前記第２の触媒成分と及び任意選択的に少なくとも１つの追加の成分と組み合わせることを含む、請求項２３～２８のいずれか一項に記載の触媒組成物を調製するプロセス。
- 前記リン変性ＹＮＵ－５ゼオライトの総重量を基準として、約０．５重量％～約１０重量％リンを有するリン変性ＹＮＵ－５ゼオライトを含むゼオライト。
- 請求項３５に記載のゼオライトを調製するプロセスであって、前記プロセスが、ＹＮＵ－５ゼオライトをリン含有化合物で変性することを含むプロセス。
- 前記リン含有化合物は、リン酸、リン酸ジアンモニウム、又はそれらの組合せを含む、請求項３６に記載のプロセス。
- 変性することは、前記ＹＮＵ－５ゼオライトにリン含有化合物を含浸させることを含む、請求項３６又は３７に記載のプロセス。
- 請求項１４～２２のいずれか一項に記載の触媒成分と、又は請求項２３～２８のいずれか一項に記載の触媒成分と、又は請求項２９～３３のいずれか一項に記載のプロセスによって調製された触媒成分、若しくは請求項３５に記載のゼオライト、若しくは請求項３６～３８のいずれか一項に記載のプロセスによって調製されたゼオライトと、炭化水素フィードを接触させることを含む炭化水素変換プロセス。
- 請求項３９に記載の炭化水素変換プロセスであって、前記炭化水素変換プロセスが、接触分解、水素化分解、芳香族及び／若しくはイソパラフィンのアルキル化、パラフィン及びポリアルキルベンゼンの異性化、ポリアルキルベンゼンとベンゼン若しくはモノアルキルベンゼンとのランスアルキル化、モノアルキルベンゼンの不均化、重合、改質、水素化、脱水素化、トランスアルキル化、脱アルキル化、水和、脱水、水素処理、水素化脱窒素、水素化脱硫、メタン生成、合成ガスシフトプロセス、水素化精製、又はそれらの組合せから選択されるプロセス。
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