JPH02111445A - カオリン含有流動クラッキング触媒 - Google Patents
カオリン含有流動クラッキング触媒Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
合物および酸処理したカオリン粘土を含む触媒組成物に
関する。
は、妥当な価4!8および入手容易性の故に、特に適し
たFCC(流動タラツキング触媒)成分を構成すること
は、従来公知である。
媒組成物に添加されるカオリン粘土について、いくつか
の熱的および化学的処理が)ホヘられている。
るカオリンの脱アルミ化は、英国特許出願(GB)第2
118063 @の主題であり、これには、メタカオリ
ンを塩酸または硝酸または塩化アルミニウムで処理する
ことにより得られるバインダーの”A3B法が述べられ
ていて、メタカオリン中の構造アルミナの25モル%ま
でをそのような酸と反応させる。
的クラッキング組成物に添h0されるカオリンの酸浸出
について述べている。メタカオリンは塩酸で浸出され、
次いで噴霧乾燥され;その後イオン交換されることがで
きる。しかしながら、塩酸または硝酸での酸浸出は生成
物のアルミナ含量を減少させるにすぎない。
方法での反応は、アルミナ塩をいくらか沈殿させるとい
う結果をもたらし、これは改善された性能に寄与する。
なされてきた。
ライト物質、マトリックス物質および鉱酸で洗浄したカ
オリンを含む触媒組成物に関する。カオリンは、リン酸
または硫酸のような鉱酸と物理的に混合される。得られ
た組成物は、窒素除去剤として使用されるものである。
ミノシリケートを含む混成触媒の製造に関し、その製造
工程において、アルミナ含有粘土は浸出され、次いでイ
ンサイツ(insjtu)で、中和により沈殿される。
ダーとして有用にする。
成物の物理的特性の改善をもたらしたが、ぞれらの触媒
性能の改善が必要とされる。このように、本発明の目的
の1つは、触媒性能が酸処理したカオリンまたはメタカ
オリンにより修正されたアルミノシリケート含有触媒組
成物を製造することである。
b、リン酸、硫酸および酢酸よりなるれYのうらの酸と
混合し、得られたスラリーを大気圧下または大気圧より
高い圧力下で、25〜110℃に1〜100時間加熱し
、あらかじめ中和することなしに洗浄しかつ任意的に乾
燥することにより(qられる、酸処理したカオリンまた
はメタカオリン5〜80重量%; C,カオリンのような粘土 0〜65重母%;d、活性
マトリックス 0〜50重量%;および e、シリカ、シリカ−アルミナまたはアルミナのような
合成マトリックスからなる残余;を含む流動クランキン
グのための触媒組成物に関する。
オリンの硫酸、リン酸または酢酸での酸処理は公知であ
る。しかしながら、前記特許明細書に記載された酸処理
は、高温で長時間にわたる力焼(calcinatio
n)により得られる激しい発熱反応である。このやり方
では、80重量%を超える脱アルミ化が得られる。しか
し、そのようなカオリンを触媒クラッキング組成物中に
利用すること、およびそのような組成物を使用すること
は示されていない。
ならびに、得られた触媒を、残油転化率およびガソリン
収率を増加させ、およびコークス生成物を減少させる流
動床クラッキング法に使用することに関する。
での反応は、アルミナ塩をいくらが沈殿させるという結
果をもたらし、これは改善された性能に寄与する。
炭化水素の触媒的流動クラッキングに関する。
は、リン酸、硫酸または酢酸と反応して、広い表面積と
細孔容積および高いルイス ブレンステッド酸度を有す
る適した多孔性構造を01造する。
て含水ケイ酸アルミニウムからなり、より正確には主と
してカオリナイト群の鉱物からなる粘土としで定義され
る。カオリナイトは、アルミナに対するシリカのモル比
2:1を有する、重層の粘土鉱物である。それは非常に
低いカチオン交換容量ならびにほとんどゼロの細孔容積
および表面積を有する。
形成され、各層は、四面体の5in4シートおよび八面
体のAl1 (011)6シートからなり、これはまた
ギブリイトシート(gibbsite 5eet)と叶
ばれ、共有の酸素原子により互いに結合されて単一のシ
ートを形成し、その結果、強い極性の構造となっている
。これらの構造は積み重ねられ、ファン デル ワール
ス力により結晶格子に保持される。
ン粘土であり、熱処理は約600〜900 ℃の範囲の
温度で約15分間〜8時間、好ましくは15分間〜2時
間加熱されることを含む。この熱処理空気の存在下で行
うことができるーにより、原料カオリン(raw ka
ol in)が、メタカオリンとして特性を与えられた
反応性の形に転化される。
た酸強度およびより高い比面積の故に、メタカオリンの
使用により最適触媒が得られる。リン酸については、カ
オリンの使用により改善された結晶化の結果として最適
触媒が得られる。酢酸についてもまた、メタカオリンの
使用により最適触媒が1昇られる。リン酸または酢酸を
用いた処理が好ましい。
けは、5〜80重量%の範囲内、好ましくは10〜50
重量%の範囲内、より好ましくは10〜45重借%の範
囲内にある。カオリンをリン酸で処理したら、次いで、
得られた浸出されたカオリンを希土類の塩を用いて、後
反応させることができる。
以下のようである: (a)カオリンまたは600℃より高い温度で少なくと
も0.5時間処理したカオリン(かくしてメタカオリン
を形成する)を、酸溶液と反応させ、このときカオリン
に対する酸溶液の重量比は1〜12、より特別には3〜
6であり、かくして粘土懸濁液を(qる。
〜98%、好ましくは10〜45%の酸溶液を使用する
。6〜85%、好ましくは10〜45%の酸溶液が、リ
ン酸では使用され、10〜100%、好ましくは20〜
60%溶液が酢酸に適用される。
気圧より高い圧力で、25〜110℃、好ましくは80
〜105°Cで、連続的に撹拌しつつ、1〜100時間
、好ましくは硫酸、リン酸および酢酸の場合にそれぞれ
、1〜70時間、60〜80時間および20〜80時間
加熱する。最終pHは、0.1と4の間にあり;より特
別には硫酸、リン酸および酢酸についてそれぞれ、0.
5と3の間、1と3の間および2と3.5の間にある。
離し、水でよく洗浄する。生成物は所望ならば、再懸濁
させることができ、また再び濾過を繰り返すことができ
、懸濁液のpHは1.0と3゜Oの間、より特別には2
.0と3.0の間に調整する。
ンで105〜115°Cに15〜18時間または瞬間乾
燥機で同じ温度で、乾燥する。
0重量%のモレキュラーシーブを使用する。
Eレキュラーシーブはすべて、ゼオライト状結晶アルミ
ノシリケートとして使用することができる。好ましくは
、3〜15人の直径範囲の結晶状合成アルミノシリケー
トである。例えばA、 X、 Y。
よびZSH−12ゼオライトならびに超安定型ビオライ
トが挙げられる。なおより好ましくは、XおよびYまた
は超安定型が使用される。妥当な触媒活性を確実に得る
ために、これらのゼオライトのカチオン(通常ナトリウ
ム型に調製される)を交換する。このイAン交換は通常
、希土類イオン、アンモニアまたは水素含有溶液を用い
て行う。イオン交換は通常、触媒中のナトリウム含量が
4重1%未満に、好ましくは1重量%より下になるまで
行う。
添加するのに適したすべての公知の化合物を、合成マト
リックスのために使用することがでさ、それらは例えば
シソ力、アルミナ、マグネシア、ジルコニア、チタニア
、ボリアおよびそれらの混合1勿である。シリカ、シリ
カ−アルミナまたはアルミナを使用するのが好ましい。
、例えば水酸化アルミニウム粒子の形で使用するのが好
ましい。そのような化合物は触媒組成物において、0〜
50重最%、好ましくは0〜20重ω%の母で使用する
。
アルミノシリケートに加えて、他の成分を合成マトリッ
クスに添加することかできる。例として、粘土、例えば
カオリン、ハロイサイト、ベントナイト、モンモリロナ
イトおよび層間に挿入された粘土(intercala
ted clay)が挙げられる。
加することができる。そのような化合物は活性および不
活性マトリックスのクラスに属する。
0〜65Φ碩%の量で添加する。最も好ましくはカオリ
ン粘土を10〜45重量%添加する。
媒組成物の成分を、合成マトリックスを用いて種々の公
知の方法により結合することができる。流動クラッキン
グ触媒を調製するための有用な方法は、例えば米国特許
(US)第3939058@明細@および米国特許(I
Js)第3867308号明細書に記載されている。
の成分を含有したシリカ−アルミナグルを形成する。急
速に形成された触媒ヒースはイオン交換され、次いで粉
砕され、そして水に再懸濁され、得られた懸濁液は噴霧
乾燥機で噴霧乾燥されて流動クラッキング触媒を形成す
る。
ライトと粘土の懸濁液が、触媒組成物のための合成マト
リックスとして使用するために調製されたシリカゾルに
添加され、該懸濁液は噴霧乾燥されて流動クラッキング
触媒を生ずる。このバインダーは、噴霧乾燥中にゲルに
変わる。
ましい、なぜなら酸と反応させたカオリンまたはメタカ
オリンを非ゲル化バインダー(バインダーの噴霧乾燥前
)と混合すると、比較的高密度の触媒組成物を生ずるか
らである。このように、0.5 (7/fillより高
いみかけの密度は容易に達成される。
調製するための方法は、以下の段階を含むことができる
: a触媒のための出発懸濁液を調製する、5粒子を形成し
、そして乾燥する、 C原触媒(raw catalyst)を洗浄する、d
洗浄した触媒を乾燥プる、 e任意的に、出来上った触媒を力焼する。
カ−アルミナヒドロゾル法により調製する。
リウムを添加することによるシリカまたはヒドロゾルの
調製、またはシリカ−アルミナヒドロゾルの場合にはケ
イ酸ツートリウム溶液と硫酸アルミニウム溶液とを混合
することにより始まる。出来上ったヒドロゾルは、約3
.0のpHを有する。シリカまたはシリカ−アルミナは
、種々の触媒構成成分のためのバインダーとして働き、
その結果稠密な耐摩耗性粒子が形成されることを特記し
ておく。ヒドロゾルを調製した後、触媒組成物の他の構
成成分を、粉末形状または水性懸濁液として、1つづつ
それに添加する。添加する順序は重要ではない。
の粒子の平均等価直径(averageequival
ent diameter)は5μmより小さいことが
同様に重要である。
乾燥機中で行う。このように、段階b)は、可溶性の塩
を処分するためおよび触媒組成物のナトリウム含指を減
少させるために段階C)で調製されるべき原触媒を作る
。これは、水で洗浄することによって達成される。最後
に、段階d)は、オーブンで触媒を乾燥することからな
り、その後組成物は試験されおよび/または使用される
。何らかの力焼は任意的なものである。
、ダビソン摩耗指a(Davison Attriti
onIndex)でほぼ10として測定される。
ル法を用いて形成される。アルミナゾルバインダーは、
金属アルミニウムを塩酸の水性溶液と反応させて、一般
反応 2^1 + 6HC1→2AICI3+ 3t12に
より、アルミニウムトリクロリドを形成することにより
、調製することができる。形成されたアルミニ1クムト
リクロリドは次いで水と反応され、4.5〜7.0の範
囲内の−しル比の水酸化アルミニウムと塩化アルミニウ
ムとの混合物を生じる。1つの方法によれば、アルミニ
ウムは水性塩酸と79〜145℃の温度で6〜24時間
反応させる。水性塩酸は、好ましくは水1ρ当たりHC
I O,5〜1.5モル含み、好ましくはアルミツ各グ
ラム原子につきICI O,35〜0.54モルとなる
吊で使用される。その反応で、追加の水と容易に混和し
得るアルミナゾルが生じる。
でまたは水性懸濁液として、添加することができる。l
)Hが酸性の範囲内にあるときアルミニウムクロロヒド
ロールがより効果的であるので、アルミニウムクロロヒ
ドロールの添加後、必要ならば酸溶液の助けによって調
整して、p++を2,0〜6.5の範囲に保持する。得
られた懸濁液をIIQ霧乾燥し、それによりゲルになる
。
ルミナが形成され、これは種々の触媒構成成分のための
バインダーとして働き、かくして稠密な耐摩耗性粒子の
形成をもたらす。
されるべき原料は、慣用的に工業プラントで使用される
炭化水素供給原料、例えば、最初に水素化処理を受ける
ことができる221〜600 ℃の沸点範囲の初Wイ出
油またはガス油である。
Cau l im Amazonia)S、 A、 (
CADAH)により供給されたA)lへZON−88で
ある。
子が直径2.0μmより小さい。これらの粒子は、約o
、oi〜0.02μmの大変薄い六面体形状の板である
。
については、−ヒjホしたように調製されたゾルは、供
給物が球状の小滴として噴出するディスクが備えられた
、遠心力利用の噴霧器を有する噴霧乾燥機で乾燥する。
、原触媒となる。
サイクロンへ進む。乾燥機に入る空気の温度は350〜
450℃で、出ていく温度は110〜150°Cであり
、回転数は約25,000 rl)mである。段階b)
では、入ってくる空気が比較的高温−はぼ400℃−で
あるため、シリカまたはシリカーアルミプゾルはゲルと
なる。適した触媒粒子の平均等価直径は約50〜60μ
mである。水で洗浄した後、触媒をオーブンで110〜
115°Cで15〜18時間乾燥する。、 アルミナヒドロゾルを用いるならば、ヒドロゾルは示し
たように調製し、水で希釈する。次いでこれに、他の成
分を添加するが、添加の順序は重要でない。
ャタリスツ セミナー(FirstSouth Ame
rican Ketjen Catalysts Se
m1nar)、ブラジルのリオ デ ジャネイロで開催
、1985年、9月22−24日の記録の第8−9頁に
示された手順にしたがって、微小活性試験(m1cro
activitytest晶T)を用いて750℃で失
活化の後、触媒の活性および選択性について試験した。
21〜600℃の沸点範囲を有する初留用油を用いた。
温度、2〜3気圧の圧力、およびクラッキングゾーンに
おける1時間ごとの空間速度5〜250が使用され、触
媒粒子にお(プる最終的なコークスの沈澱は2%はどで
あった。
である。また、REは希土類元素を表す。
方にしたがって調製した: RF、N114Yビオライト 15% 硫酸で6時間脱アルミ化したカオリン 20%このため
に25重重母Mt酸溶液600 (Jを、撹拌しながら
カオリン200 gに、100〜103°Cおよび大気
圧下で添加した。懸濁液を均一に保持するため、反応は
ロータリーエバポレータ中で行った。jqられた/l:
酸物を濾過し、脱イオン水2Qで洗浄して可溶性の塩を
除去し、そしてオーブンで、110〜115°Cで16
〜18時間乾燥した。
述したようなヒドロゾル法により調製した。
たように段階a〜dにより調製した。以下にボしたよう
に、調製した触媒の物理的および化学的分析データは触
媒Aのもとに表1に示した。
たこと以外は実施例1と同様に触媒組成物を調製した。
2に示した。
PO4の過剰160手u%)で20時間処理したこと以
外は実施例1にしたがって触媒を調製した。物理的分析
および活性試験の結果は触媒Cのもとに表1および2に
小した。
粘土を700℃で5時間最初に熱処理して、メタカオリ
ンを得た。試験結果を表1および2に示した。
外は実施例1に述べたように、触媒りを調製した。触t
SFは、メタカオリンについての浸出処理が64時間で
あったこと以外は同様にして調製した。
を用いて調製した。
.25重最%のリン酸溶液575gを用いて64時間処
理したこと以外は、実施例3に述べたように触媒Gの調
製のために構成成分を用いた。
時間硫酸浸出されたものでおること以外は、実施例1に
述べられたような方法を用いた。
H4Yゼオライト 15% 脱アルミ化メタカAリン 40% カオリン 23% ヒドロゾル法により調製した5102からなる合成マト
リックス 22%。
.75ダビソン摩耗指標 9 9 9 0.79 0.79 0.77 0.78 0.78i
ll 12 10 13 (14j当 30−60人(%) 61−90人(%) 91−180人(%) 181−900人(%) >900 (%) 表2 性能 選択性: 水素(%) LPG (%) ガンリン(%) コークス(%) カオリン メタカオリン 0.02 0.03 0.02 0.03 0.03
0.03 0.03 0.0317.2 17.0 1
5.7 16.3 14.5 16.3 15.4 1
6.372.7 73.7 75.5 73.3 78
.9 75.8 7G、7 77.32.27 2.2
7 1.9 2.25 2.03 2.15 1.6
1.91すべての触媒は、カオリンを酸処理した結果と
して、改善された性能を示す。適切な酸および処理時間
を選択することにより、最適な触媒を調製することがで
きる。
した。
ミナゾルに下記のものを添加した:R[Nll4Y U
オライド、カオリン200 Q (、700℃で5時間
加熱し、25重碩%の酢酸溶液600 gと30時間反
応させたもの)、カオリン、およびアルミナ粉末からな
る活性マトリックス。次いで、上記したように調製を続
けた。かくして(7られた触媒は、以下の処方であった
: RENH4Yゼオライト 15% 酸と反応させたメタカオリン 10% ^120320% カオリン 33% 合成マトリックス(Si0297%およびA12033
%) 22%。
していない)カオリンを25!P%(1) ML酸溶液
と20時間反応させたこと以外は、実施例9に述べたよ
うに、触媒りの調製をJ3こなった。
ナのゾルに、R[N114Y Uオライ1−1カオリン
、25重量%の硫酸溶液で40時間浸出させたカオリン
からなる水性懸濁液を、上述のJ、うに添加した。ざら
に乾燥、洗浄および乾燥は前記したように行った。
たように調製したメタカオリン2864gを21.25
手量%のリン酸溶液と9゛6℃で70時間反応させ、希
土類溶液(La2034.3%、CeO20,7%。
3.0に再懸濁させた。(qられた懸濁液を3時IX!
:J撹拌し、その後生成物を濾過し、約10gの水で洗
浄した。次いで、得られた濾過ケーキを110 ℃で1
7時間乾燥した。
よびRENH4Yゼオライトを、以下の場でシリカゾル
に添加した: RENH4Yゼオライト 15% 酸と反応させたカオリン 触媒Nについては40%触媒
Pについては20% カオリン 触IRNについては23%触tMPについ
ては43% シリカ 22%。
NおよびPのもとに示した。
: カオリンを、酸溶液/カオリンの比が6であり、ll3
PO4過剰が約30重1%であるように、リン酸で50
時間処理し、得られた浸出カオリン、アルミナ、カオリ
ンおよびRENH4Yゼオライトを、以下の吊で、アル
ミニウムクロロヒドロール溶液に添加した: RENt14Yゼオライト 15% 酸と反応させたカオリン 10% カオリン 35% アルミナ 20% アルミナ粉末 20%。
ンの懸濁液に、RENH4Yゼオライトおよび50%の
アルミニウムクロロヒドロール溶液を添加した。懸濁液
のpHは酸溶液を用いて4.5にセットシ、次いで全体
を噴霧乾燥機で乾燥した。次に、触媒組成物を力焼し、
最終生成物を形成した。得られた触媒Rは、以下の吊を
用いて調製した:RENH4Yゼオライト15% 硫酸で脱アルミ化したカオリン 63%合成マトリック
ス(Al103100 %> 22%LCO/lIc
O 4,13,32,12,12,43,62,8本発明に
よるすべての触媒は、触媒CAおにびCBに比較して、
ガソリン収率および残油転化率において向上した結果を
示す。また、水素およびコークス生成物の減少がみられ
た。
オリンを以下の礒でシリカ−アルミナのゾルに添加する
ことにより、標準の触媒組成物を調製した: +<Fs++4y Uオライド 20%カオリン 58
% 5i0297%および^12033%よりなる合成マト
リックス 22% 組成物をコロイドミルに送り、そしてDJ’i霧乾燥機
で乾燥した。
)のもとに、以下の表5にaせた。
ルミナ粉末もまた加えた。母は以下のようでおった: RENH4Yゼオライト 15% カオリン 43% アルミナ粉末 20% 5in297’X jBよびAl1033%よりなる合
成マトリックス 22% 組成物をコロイドミルに送り、そして噴霧乾燥機で乾燥
した。
CB>のもとに、以下の表に載せた。
Claims (10)
- (1)a、結晶アルミノシリケート5〜50重量%;b
、リン酸、硫酸および酢酸よりなる群のうちの酸と混合
し、得られたスラリーを大気圧下または大気圧より高い
圧力下で、25〜110℃に1〜100時間加熱し、あ
らかじめ中和することなしに洗浄し、かつ任意的に乾燥
することにより得られる、酸処理したカオリンまたはメ
タカオリン5〜80重量%; c、カオリンのような粘土0〜65重量%;d、活性マ
トリックス0〜50重量%; および e、シリカ、シリカ−アルミナまたはアルミナのような
合成マトリックスからなる残余; を含む流動クラッキングのための触媒組成物。 - (2)酸処理したカオリンまたはメタカオリンが、カオ
リンに対する酸溶液の重量比が3〜6であるように6〜
45%の酸溶液と混合し、得られた懸濁液を80〜10
5℃の温度に加熱し、最終pHが0.1と4の間にある
ようにし、次いで濾過し、洗浄し、かつ105〜115
℃で15〜18時間乾燥することによつて得られる、請
求項1記載の触媒組成物。 - (3)成分bが、硫酸溶液で処理したメタカオリンであ
る請求項1または2記載の触媒組成物。 - (4)成分bが、リン酸溶液で処理したカオリンである
請求項1または2記載の触媒組成物。 - (5)リン酸処理したカオリンが続いて希土類の溶液で
処理され、得られたスラリーが大気圧下または大気圧よ
り高い圧力下で、25〜110℃に60〜80時間加熱
され、洗浄され、かつ任意的に乾燥される請求項4記載
の触媒組成物。 - (6)成分bが、酢酸溶液で処理したメタカオリンであ
る請求項1または2記載の触媒組成物。 - (7)XもしくはYタイプまたは超安定化されたXもし
くはYタイプの結晶アルミノシリケート15〜30重量
%、酸処理したカオリンまたはメタカオリン10〜50
重量%、カオリン10〜45重量%、活性マトリックス
0〜20重量%、および残余がシリカ、シリカ−アルミ
ナおよびアルミナからなる群の合成マトリックスからな
るものを含む前記請求項のいずれか1に記載の触媒組成
物。 - (8)触媒組成物の成分a〜dをシリカまたはシリカ−
アルミナのヒドロゾル懸濁液に添加し、次いで粒子を形
成し、乾燥し、そして洗浄し、乾燥し、かつ任意的に原
触媒をカ焼することによる、前記請求項のいずれか1に
記載の触媒組成物の製造法。 - (9)アルミニウムクロロヒドロールを他の触媒成分と
混合し、それによってpHを2と6.5の間に調整し、
次いで懸濁液を噴霧乾燥することによる、請求項1〜7
のいずれか1項に記載の触媒組成物の製造法。 - (10)請求項1〜7のいずれか1項に記載の触媒組成
物を用いた、炭化水素原料の触媒的流動クラッキングの
ための方法。
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