JP3138459B2 - 接触分解 - Google Patents

接触分解

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    • C10G11/02Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils characterised by the catalyst used
    • C10G11/04Oxides
    • C10G11/05Crystalline alumino-silicates, e.g. molecular sieves
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01J29/04Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、接触分解に関し、より特定的には高分子量
ニッケル含有フィードストックを価値の高い低分子量生
成物に触媒的に転化するために使用することができる接
触分解組成物及び方法に関する。
バイヤライト及び/又はエータアルミナを含有する接
触分解触媒を使用して、ニッケルを含有する炭化水素フ
ィードストックを処理する。
無機酸化物マトリックス、例えば、シリカ/アルミナ
ヒドロゲル、ゾル及び粘土中に分散されたゼオライト例
えば合成ファウジャサイト及びZSM−5からなる接触分
解触媒は、重質の炭化水素フィードストック、例えば、
軽油及び/又は残油(resid)をガソリン及びジーゼル
油に経済的に転化するために使用することができること
が一般に知られている。
より最近には接触分解触媒組成物へのアルミナの添加
により、特に相当量の硫黄及び/又は汚染金属、例え
ば、バナジウム及びニッケルを含有するフィードストッ
クを処理するために使用された場合に、触媒の総合的な
性能が改善することが開示されている。
カナダ国特許第1,117,511号には、遊離のアルミナ水
和物、特にアルファ−アルミナ水和物(ベーマイト(bo
ehmite))を含有するFCC触媒は、硫黄及び/又はニッ
ケル及びバナジウムを含む炭化水素を接触分解するため
に使用することができることが記述されている。
特公昭59−1088号には、水素添加脱硫されたクエート
減圧軽油を処理するために使用する場合、コークス及び
水素の生成を減少するために特に効果的であるアルミナ
例えばバイヤー法アルミナ(ギブサイト)、rho、及び
バイヤライトを含有する接触分解触媒が開示される。
米国特許第4,010,116号は、結晶性3水和物成分、例
えば、バイヤライト及びギブサイトを含有してもよい疑
似−ベーマイトアルミナを含有するFCC触媒を開示す
る。
米国特許第3,312,615号はFCC触媒の調製におけるエー
タアルミナの使用について開示する。
安定性及びそれらのコークス/乾性ガス選択性を改善
するためにバイヤライト、エータ、疑似ベーマイト及ギ
ブサイトを含むアルミナを接触分解触媒に加えてもよい
ことが認識されている一方、ニッケル含有フィードスト
ックを経済的に処理できる接触分解触媒組成物及びプロ
セスは、工業的に完全には発達していない。
それゆえ、ニッケル含有炭化水素フィードストックを
より価値の高い低分子量製品、例えば、ガソリン及びジ
ーゼル燃料に転化するための改善された触媒分解組成物
及びプロセスを供給することが本発明の目的である。
約10ppm以上のニッケルを含有する炭化水素フィード
ストックが、従来のFCCユニット中で経済的に処理でき
る接触分解方法を供給することはさらに本発明の目的で
ある。
許容しがたい量のコークス及び水素を生成することな
しに大量のニッケルに耐えることができる改善されたア
ルミナ含有FCC触媒組成物を供給することがさらに目的
となる。
本発明のこれらの及び付随する目的は以下の詳細な記
述、特定の実施例及び図面(第1図、第2図及び第3図
は、先行技術における触媒及び本発明の触媒の評価の間
に得られたデータのプロットである)から当該技術分野
の熟練者には容易に明らかとなるであろう。
広くは本発明は、ニッケル含有炭化水素フィードスト
ックを処理するためのバイヤライト及び/又はエータア
ルミナを含有する触媒組成物及びそれらの使用を企図す
る。
より特定的には、我々は特定のタイプのアルミナ(バ
イヤライト及び/又はエータアルミナ)を含有する触媒
組成物が、他のタイプのアルミナ(例えば、疑似ベーマ
イト、ギブサイト)を含有する組成物よりもNi含有フィ
ードストックをクラッキングするためにより効果的であ
ることを発見した。我々は、もし約2ないし40重量%の
バイヤライト及び/又はエータアルミナがゼオライト含
有接触分解触媒に加えられたならば、触媒上に付着した
ニッケルの量が約5000ppm、そしてある場合には8000ppm
程度に高い値に達するまで、触媒をニッケル含有フィー
ドストックの接触分解に使用することができることを見
いだした。
我々の発明の実施に使用することができる触媒は、典
型的には特定の結晶性アルミノ−ケイ酸ゼオライト、例
えば、合成ファウジャサイト例えば、Y型ゼオライト、
X型ゼオライト、ゼオライトベータ、ZSM−5、ならび
にそれらの熱処理(焼成された)及び/又は希土類交換
誘導体を含有する。特に適するゼオライトには、焼成さ
れた希土類交換Y型ゼオライト(CREY)(その製造方法
は米国特許第402,996号に開示される)、超安定(ultra
stable)Y型ゼオライト(USY)(米国特許第3,293,192
号に開示される)、ならびに様々な部分的に交換された
Y型ゼオライト(米国特許第3,607,043号及び第3,676,1
92号に開示される)が含まれる。該触媒は、米国特許第
4,864,269号に開示される特定のモレキュラーシーブ例
えば、SAPO及びALPOを含んでよい。
該触媒組成は、それぞれ触媒の重量に基づいて、約5
ないし50重量%のモレキュラーシーブ(例えば合成ファ
ウジャサイト)及び約2ないし40重量%のバイヤライト
及び/又はエータアルミナを含有し、そしてバランス
は、無機酸化物結合剤及び添加剤、例えば、(a)約10
〜60重量%の粘土(例えばカオリン)及び(b)約10〜
30重量%のシリカ、アルミナ、シリカ−アルミナ、ヒド
ロゲル及びゾルからなる。
触媒の製造は、モレキュラーシーブ、バイヤライト、
及び/又はエータアルミナ及び所望のマトリックス成
分、例えば、粘土及び/又は無機酸化物結合剤を水性ス
ラリー中に混合し、そしてスラリーを所望のサイズの触
媒粒子に形成することからなる。流動接触分解触媒(FC
C)を得るためには、スラリーは、約20ないし140ミクロ
ンの範囲のサイズを有する粒子を得るために噴霧乾燥さ
れる。本発明の実施例において使用することができる実
施方法は、米国特許第3,957,689号、第4,126,579号、第
4,226,743号、第4,458,023号及びカナダ国特許第967,13
6号に開示される。
使用される炭化水素フィードストックは、典型的には
約2ないし10ppmそして15ppm程度に多いニッケルを含有
する。これらのフィードストックは、約340ないし565℃
の沸点範囲を有する軽油に加えて残フィードストック及
びこれらの混合物を含む。
接触分解プロセスは従来のFCCユニット内で行われ、
その反応温度は約400ないし700℃の範囲であり、再生温
度は約500ないし850℃の範囲が用いられる。触媒はユニ
ットを通して連続的な反応/再生プロセスを循環し、そ
の間ニッケルが触媒に付着する。触媒の組成は、300な
いし2500ppmの好ましいニッケルの水準、そしてある場
合には新しい触媒の添加及び同量の触媒の除去により30
00ないし8000ppmに維持される。使用の間、接触分解プ
ロセスの間に採用される反応温度においてバイヤライト
のいくらかはエータアルミナに転化するであろう。文献
において指摘されるように、バイヤライトは、約250℃
以上の温度にまで加熱することによりエータアミルナに
転化することができる。上記の平衡したニッケル水準に
おいて、コークス及び水素(C+H2)(パイロットプラ
ントにおいて計測されるように)は、許容可能な水準、
即ち処理されるべきあらたな供給を基準として約3ない
し6重量%のC及び約0.3ないし0.8重量%のH2にとどま
るであろう。
触媒の製造に使用されるバイヤライトは、米国特許第
3,092,454号に記載される方法により得ることができ
る。もし触媒に組み込む前にバイヤライトをエータアル
ミナに転化することが望ましいならば、バイヤライトを
約250ないし400℃の温度に0.5ないし2時間の間加熱す
る。商業的に入手可能なバイヤライトアルミナ、例え
ば、95重量%のバイヤライト相純度(phase purity)を
有するラロッシュケミカルインコーポレーテツドのバー
サル(Versal)B及び80%以上のバイヤライト相純度を
有するアルコア(Alcoa)C−37が本発明の使用に特に
適する。
本発明の基本的側面を記述して来たが、以下の実施例
は、特定の具体例を例証するために挙げるものである。
実施例1 触媒A(比較) 5195gの(NaY)、2806gのVFA(ダブリユー・アール・
グレイス・アンド・カンパニー−コネチカツトの一部門
であるダビソンケミカルから入手することのできる疑似
ベーマイト)及び7920gのH2Oを含有する混合物をコロイ
ドミル中でミクロンの大きさに粉砕し、カオリン粘土及
び8000gのシリカゾル(ケイ酸ナトリウム及びH2SO4から
製造される)を用いて希釈し、そして噴霧乾燥した。続
いて20%のNaY、20%のAl2O3、20%のSiO2及び40%の粘
土の配合を有する触媒を3重量%の硫酸アンモニウム溶
液及び希土塩化物溶液を用いてイオン交換した。触媒を
2時間538℃(1000゜F)で焼成した。焼成の間、疑似ベ
ーマイトは、ガンマ−アルミナに転化した。
実施例2 触媒B(発明) 触媒Aと同一の配合の触媒を製造した。唯一の例外
は、バイヤライト(ラロッシュケミカルインコーポレー
テツドのバーサルB)を疑似ベーマイトのかわりに使用
したことである。焼成の間、いくらかのバイヤライト
は、エータ−アルミナに転化した。
実施例3 評価 触媒A及びBをナフテン酸ニッケルを用いてニッケル
約3000ppmまで含浸させそして2気圧で蒸気流中で1350
゜F(732℃)で6時間不活性化させた。触媒A及びBの
特性を表Iに示す。ニッケル−含浸及び蒸気処理された
触媒を930゜F(499℃)で接触時間75秒で西テキサスの
重質のガス−オイルをクラッキングするために使用し
た。結果は第1図、第2図及び第3図に図示して示す。
転化率が一定したときには、本発明の(エータ−アルミ
ナを用いた)触媒Bは、(ガンマ−アルミナを用いた)
比較触媒Aよりも顕著に低いレベルのコークス及び水素
を生成した。特に第1図は、触媒Aが触媒Bよりも1な
いし2のマイクロアクテイビテイナンバーだけ活性であ
ることを示し、第2図は、本発明の触媒Bが触媒Aより
も約20%少ないコークスを生成することを示し、そして
第3図は、触媒Bが触媒Aよりも約30%少ない水素を生
成することを示す。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図及び第3図は、先行技術における触媒及
び本発明の触媒の評価の間に得られたデータのプロット
を示すグラフである。
フロントページの続き (72)発明者 クプスワミイ・ラジヤゴパラン アメリカ合衆国メリーランド州21045コ ロンビア・スパイスウインドコート 6408 (56)参考文献 特公 昭38−25988(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B01J 21/00 - 38/74 C10G 11/05

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】触媒の重量に基づいて2ないし40重量%の
    バイヤライト及び/又はエータアルミナを含んだマトリ
    ックスの中に分散したモレキュラーシーブからなる触媒
    であって、該触媒の上に300ppm以上のNiが担持されてい
    ることをさらに特徴とする接触分解触媒組成物。
  2. 【請求項2】該モレキュラーシーブが触媒の重量に基づ
    いて5〜50重量%の量で存在する合成ファウジャサイト
    であり、該マトリックスが(a)触媒の重量に基づいて
    10〜60重量%の粘土及び(b)触媒の重量に基づいて10
    〜30重量%のシリカ、アルミナ、シリカ−アルミナ、ヒ
    ドロゲル及びゾルから選ばれる少なくとも1つをさらに
    含んでいる、特許請求の範囲第1項記載の触媒。
  3. 【請求項3】(a)少なくとも2重量%のバイヤライト
    及び/又はエータアルミナを含有する接触分解触媒の存
    在下で接触分解条件下に、2ppm以上のNiを含有する炭化
    水素を反応させ、 (b)接触分解反応の間の該触媒上に付着した300ない
    し8000ppmのニッケルを含む触媒の組成が維持されてい
    る間該反応を継続すること、 からなるNi含有炭化水素フィードストックを接触分解す
    る方法。
  4. 【請求項4】接触分解反応を400ないし700℃の間の温度
    で実施する特許請求の範囲第3項記載の方法。
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CA2004511A1 (en) 1990-09-02
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