JP7394116B2 - 改質y型分子篩、それを含む接触分解触媒、及びそれらの作製と応用 - Google Patents
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Description
NaY分子篩を希土類塩溶液と接触させてイオン交換反応を行い、イオン交換後の分子篩を得るステップ(1)と、
前記イオン交換後の分子篩に水熱超安定改質処理を施し、水熱超安定改質分子篩を得るステップ(2)と、
前記水熱超安定改質分子篩をリン化合物と接触させてリン改質処理を行い、リン改質分子篩を得るステップ(3)と、
前記リン改質分子篩をガス状態のSiCl4と接触させて反応させることで気相超安定改質を行い、気相超安定改質分子篩を得るステップ(4)と、
前記気相超安定改質分子篩を亜鉛塩溶液に浸漬し、前記改質Y型分子篩を得るステップ(5)と、を含む方法を提供する。
NaY分子篩を希土類塩溶液と接触させてイオン交換反応を行い、イオン交換後の分子篩を得るステップ(1)と、
前記イオン交換後の分子篩に水熱超安定改質処理を施し、水熱超安定改質分子篩を得るステップ(2)と、
前記水熱超安定改質分子篩をリン化合物と接触させてリン改質処理を行い、リン改質分子篩を得るステップ(3)と、
前記リン改質分子篩をガス状態のSiCl4と接触させて反応させることで気相超安定改質を行い、気相超安定改質分子篩を得るステップ(4)と、
前記気相超安定改質分子篩を亜鉛塩溶液に浸漬し、前記改質Y型分子篩を得るステップ(5)と、を含む方法を提供する。
NaY分子篩と希土類塩溶液とのイオン交換反応を行うステップ(1)と、
イオン交換後の分子篩を焼結するステップ(2)と、
焼結後の分子篩のリン改質処理を行うステップ(3)と、
リン改質処理後の分子篩を四塩化ケイ素と反応させるステップ(4)と、
ステップ(4)の反応を経た後の分子篩を亜鉛塩溶液に浸漬するステップ(5)と、を含む、方法。
(B2)前記改質Y型分子篩の全細孔体積が約0.33~0.39mL/gである、項目B1に記載の分子篩。
NaY分子篩と希土類塩溶液とのイオン交換反応を行うステップ(1)と、
イオン交換後の分子篩を焼結するステップ(2)と、
焼結後の分子篩のリン改質処理を行うステップ(3)と、
リン改質処理後の分子篩を四塩化ケイ素と反応させるステップ(4)と、
ステップ(4)の反応を経た後の分子篩を亜鉛塩溶液に浸漬するステップ(5)と、を含む、方法。
以下の実施例において本発明をさらに説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。
以下に記載の実施例及び比較例において、使用されたNaY分子篩(NaYゼオライトとも称する)は、中国石化触媒有限公司の斉魯支社から入手した、酸化ナトリウム含量13.5wt%、骨格シリカ・アルミナ比(SiO2/Al2O3モル比)4.6、格子定数2.470nm、相対結晶化度90%のものである。
各比較例及び実施例において、分子篩の元素含有量はX線蛍光分光法により測定した。
式中、a0は格子定数であり、単位はnmである。
2000gのNaY分子篩(ドライベースに基づいて算出)を20Lの脱イオン水に投入し、撹拌して均一に混合した後、600mlのRE(NO3)3溶液(RE2O3に基づいて算出される当該希土類塩溶液の濃度は319g/L;REはLaとCeとの希土類混合物;希土類酸化物質量に基づいて算出すると、La2O3:Ce2O3=3:2)を添加して撹拌し、90~95℃まで昇温して1時間保持した。続いて、ろ過、洗浄を行い、ろ過ケークを120℃で乾燥し、格子定数が2.471nm、酸化ナトリウム含量が7.0wt%、RE2O3に基づいて算出される希土類含量が8.8wt%であるY型分子篩を得た。
2000gのNaY分子篩(ドライベースに基づいて算出)を脱イオン水25Lに投入し、撹拌して均一に混合した後、800mlのRECl3溶液(RE2O3に基づいて算出される当該溶液の濃度は319g/L;REはLaとCeとの希土類混合物;希土類酸化物質量に基づいて算出すると、La2O3:Ce2O3=3:2)を添加して撹拌し、90~95℃まで昇温して1時間保持した。続いて、ろ過、洗浄を行い、ろ過ケークを120℃で乾燥し、格子定数が2.471nm、酸化ナトリウム含量が5.5wt%、RE2O3に基づいて算出される希土類含量が11.3wt%であるY型分子篩を得た。
2000gのNaY分子篩(ドライベース)を脱イオン水22Lに投入し、撹拌して均一に混合した後、570mlのRECl3溶液(RE2O3に基づいて算出される当該希土類塩溶液の濃度は319g/L;REはLaとCeとの希土類混合物;希土類酸化物質量に基づいて算出すると、La2O3:Ce2O3=3:2)を添加して撹拌し、90~95℃まで昇温して1時間保持した。続いて、ろ過、洗浄を行い、ろ過ケークを120℃で乾燥し、格子定数が2.471nm、酸化ナトリウム含量が7.5wt%、RE2O3に基づいて算出される希土類含量が8.5wt%であるY型分子篩を得た。
2000gのNaY分子篩(ドライベース)を脱イオン水20Lに投入し、撹拌して均一に混合させた後、1000gの(NH4)2SO4を添加して撹拌し、90~95℃まで昇温して1時間保持した後、ろ過、洗浄した。
2000gのNaY分子篩(ドライベース)を脱イオン水20Lに投入し、撹拌して均一に混合させた後、1000gの(NH4)2SO4を添加して撹拌し、90~95℃まで昇温して1時間保持した後、ろ過、洗浄した。
2000gのNaY分子篩(ドライベース)を脱イオン水22Lに投入し、撹拌して均一に混合した後、570mlのRECl3溶液(RE2O3に基づいて算出される当該希土類塩溶液の濃度は319g/L;REはLaとCeとの希土類混合物;希土類酸化物質量に基づいて算出すると、La2O3:Ce2O3=3:2)を添加して撹拌し、90~95℃まで昇温して1時間保持した後、ろ過、洗浄した。
実施例1~3で作製された触媒SC1、SC2及びSC3のそれぞれを、800℃、100%水蒸気雰囲気下で4時間又は17時間エージングした後、その軽油マイクロ活性を評価した。評価結果は表3に示す。なお、触媒SC1、SC2及びSC3のそれぞれに対応する測定例の番号は、測定例1、測定例2、測定例3である。
RIPP92-90標準法(『石油化学分析法(RIPP試験法)』、Cuiding YANGら編集、科学出版社、1990年9月出版、第263~268頁を参照)を用い、各触媒の軽油マイクロ活性を評価した。なお、触媒装入量は5.0gであり、反応温度は460℃であり、原料油は、235~337℃の蒸留範囲を持つDagang軽質ディーゼル油であった。生成物の組成はガスクロマトグラフィによって分析した。軽油マイクロ活性は生成物の組成に基づいて下記式で算出した。
<比較測定例>
比較例1~3で作製された接触分解触媒DC1、DC2及びDC3のそれぞれを800℃、100%水蒸気雰囲気下で4時間又は17時間エージングした後、その軽油マイクロ活性を評価した。評価方法は測定例と同様である。評価結果は表3に示す。なお、触媒DC1、DC2及びDC3のそれぞれに対応する比較測定例の番号は、比較測定例1、比較測定例2、比較測定例3である。
触媒SC1、SC2、SC3を800℃、100%水蒸気雰囲気下で12時間エージングした後、小型の固定流動床式反応器(ACE)において、水添LCOの処理のための接触分解反応性能を評価した。分解で得られたガスや製品油はそれぞれ収集し、ガスクロマトグラフィによって分析した。なお、触媒装入量は9gであり、反応温度は500℃であり、単位時間あたりの重量空間速度は16h-1であった。オイルに対する触媒の重量比は表5の通りであり、ACE実験における原料の性質は表4の通りである。評価結果は表5に示す。なお、触媒SC1、SC2、SC3のそれぞれに対応する応用例の番号は、応用例1、応用例2、応用例3である。
<比較応用例>
触媒DC1、DC2、DC3、及び中国特許出願公開CN104560187Aの実施例で用いられたHAC触媒を、800℃、100%水蒸気雰囲気下で12時間エージングした後、小型の固定流動床式反応器(ACE)において、水添LCOの処理のための接触分解反応性能を評価した。評価方法は応用例と同様である。ACE実験における原料の性質は表4の通りである。評価結果は表5に示す。触媒DC1、DC2、DC3及びHAC触媒のそれぞれに対応する比較応用例の番号は、比較応用例1、比較応用例2、比較応用例3、比較応用例4である。
Claims (15)
- 改質Y型分子篩であって、
該改質Y型分子篩のドライベース重量に対し、希土類酸化物に基づいて算出される希土類含量が4~11wt%であり、酸化ナトリウムに基づいて算出されるナトリウム含量が0.7wt%以下であり、酸化亜鉛に基づいて算出される亜鉛含量が0.5~5wt%であり、P2O5に基づいて算出されるリン含量が0.05~10wt%であり、
SiO2/Al2O3モル比に基づく骨格シリカ・アルミナ比が7~14であり、
アルミニウム総含量に対する非骨格アルミニウム含量の百分率が13~19%であり、
全細孔体積に対する、孔径2~100nmの二次孔の細孔体積の百分率が15~30%である、改質Y型分子篩。 - 前記改質Y型分子篩は、
前記改質Y型分子篩の全細孔体積が0.33~0.39mL/gである特性と、
前記改質Y型分子篩の格子定数が2.440~2.455nmである特性と、
前記改質Y型分子篩において、全細孔体積に対する、孔径2~100nmの二次孔の細孔体積の百分率が20~30%である特性と、
ピリジン吸着赤外分光法により350℃で測定した前記改質Y型分子篩の強酸酸価のうち、L酸価に対するB酸価の比率が3.50以上である特性と、
前記改質Y型分子篩の格子崩壊温度が1050℃以上である特性と、
前記改質Y型分子篩の相対結晶化度が60%以上である特性と、
800℃、常圧、100体積%水蒸気雰囲気下で17時間エージングした後の前記改質Y型分子篩の相対結晶化度維持率が35%以上である特性と、
のうち1つ以上の特性を有する、請求項1に記載の改質Y型分子篩。 - 前記改質Y型分子篩のドライベース重量に対し、前記改質Y型分子篩の希土類含量が4.5~10wt%、ナトリウム含量が0.4~0.6wt%、リン含量が0.1~6wt%であり、
格子定数が2.440~2.453nmであり、
骨格シリカ・アルミナ比が8.5~12.6である、請求項1又は2に記載の改質Y型分子篩。 - 改質Y型分子篩を作製する方法であって、
NaY分子篩を希土類塩溶液と接触させてイオン交換反応を行い、イオン交換後の分子篩を得るステップ(1)と、
前記イオン交換後の分子篩に水熱超安定改質処理を施し、水熱超安定改質分子篩を得るステップであって、前記水熱超安定改質処理は、350~480℃の温度、及び30~90体積%の水蒸気雰囲気下で4.5~7h焼結することにより行われる、ステップ(2)と、
前記水熱超安定改質分子篩をリン化合物と接触させてリン改質処理を行い、リン改質分子篩を得るステップ(3)と、
前記リン改質分子篩をガス状態のSiCl4と接触させて反応させることで気相超安定改質を行い、気相超安定改質分子篩を得るステップ(4)と、
前記気相超安定改質分子篩を亜鉛塩溶液に浸漬し、前記改質Y型分子篩を得るステップ(5)と、を含む、方法。 - 前記ステップ(1)は、水溶液中でNaY分子篩を希土類塩と接触させることでイオン交換反応を行うステップをさらに含み、
前記イオン交換反応の条件は、
15~95℃の交換温度と、
30~120分間の交換時間と、
1:(0.01~0.18):(5~15)である、ドライベースに基づいて算出される前記NaY分子篩の質量と、希土類酸化物に基づいて算出される希土類塩の質量と、水の質量との質量比と、を含む、請求項4に記載の方法。 - 前記ステップ(3)において、リン改質処理の温度が15~100℃、時間が10~100分間である、請求項4又は5に記載の方法。
- 前記リン改質処理に用いる前記リン化合物が、リン酸、リン酸アンモニウム、リン酸二水素アンモニウム、およびリン酸水素二アンモニウムからなる群より選ばれる1つ又は複数である、請求項4~6のいずれか1項に記載の方法。
- 前記ステップ(4)において、反応温度が200~650℃、反応時間が10分間~5時間、SiCl4の質量と、ドライベースに基づいて算出される前記リン改質分子篩の質量との質量比が(0.1~0.7):1である、請求項4~7のいずれか1項に記載の方法。
- 前記ステップ(5)は、10~60℃の浸漬温度で浸漬した後の分子篩を、350~600℃の焼結温度、1~4時間の焼結時間で焼結するステップをさらに含む、請求項4~8のいずれか1項に記載の方法。
- 接触分解触媒であって、
当該触媒のドライベース重量に対し、10~50wt%の改質Y型分子篩、バインダ及び粘土を含み、
前記改質Y型分子篩は、請求項1~3のいずれか1項に記載の改質Y型分子篩である、接触分解触媒。 - ドライベースに基づいて算出するとき、当該触媒の重量に対し、10~50wt%の前記改質Y型分子篩、10~40wt%のバインダ、及び10~80wt%の粘土を含む、請求項10に記載の接触分解触媒。
- 前記粘土は、カオリン、含水ハロイサイト、モンモリロナイト、硅藻土、ハロイサイト、サポナイト、レクトライト、セピオライト、アタパルジャイト、ハイドロタルサイト、ベントナイト、及びそれらによる任意の組み合わせからなる群より選ばれる、請求項10又は11に記載の接触分解触媒。
- 前記バインダは、アルミナ、水和アルミナ、アルミナゾル、及びそれらによる任意の組み合わせからなる群より選ばれるアルミナバインダであり、且つバインダ含量がアルミナに基づいて算出される含量である、請求項10~12のいずれか1項に記載の接触分解触媒。
- 原料炭化水素の接触分解反応における、請求項1~3のいずれか1項に記載の改質Y型分子篩の応用であって、
接触分解の条件下で前記原料炭化水素を、前記改質Y型分子篩を含む接触分解触媒と接触させる処理を含む、応用。 - 前記原料炭化水素は、水添軽質循環油であり、
前記接触分解の条件は、500~610℃の反応温度と、2~16h-1である単位時間あたりの重量空間速度と、3~10のオイルに対する触媒の重量比とを含む、請求項14に記載の応用。
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