JPH0660312B2 - クラツキング済みガソリン類のオクタン価向上方法 - Google Patents
クラツキング済みガソリン類のオクタン価向上方法Info
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- JPH0660312B2 JPH0660312B2 JP61061064A JP6106486A JPH0660312B2 JP H0660312 B2 JPH0660312 B2 JP H0660312B2 JP 61061064 A JP61061064 A JP 61061064A JP 6106486 A JP6106486 A JP 6106486A JP H0660312 B2 JPH0660312 B2 JP H0660312B2
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- JP
- Japan
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- gasoline
- zsm
- octane number
- zeolite
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G63/00—Treatment of naphtha by at least one reforming process and at least one other conversion process
- C10G63/02—Treatment of naphtha by at least one reforming process and at least one other conversion process plural serial stages only
- C10G63/04—Treatment of naphtha by at least one reforming process and at least one other conversion process plural serial stages only including at least one cracking step
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G35/00—Reforming naphtha
- C10G35/04—Catalytic reforming
- C10G35/06—Catalytic reforming characterised by the catalyst used
- C10G35/095—Catalytic reforming characterised by the catalyst used containing crystalline alumino-silicates, e.g. molecular sieves
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- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
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- Organic Chemistry (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Catalysts (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はガソリン沸点区分のオクタン価向上方法に関す
る。
る。
[従来の技術] パラフィン質及び/またはナフテン質であるナフサ類を
リホーミングしてオクタン価を増加することは既知であ
る。このようなリホーミングは白金リホーミング触媒を
用いて従来より行なわれており、工業的精油操作に広く
使用されている。
リホーミングしてオクタン価を増加することは既知であ
る。このようなリホーミングは白金リホーミング触媒を
用いて従来より行なわれており、工業的精油操作に広く
使用されている。
特にナフテン質でないか、または実質上ナフテン類を含
有しないナフサ区分は該区分を比較的過酷な条件下でZ
SM−5及びZSM−5と類似の結晶性アルミノシリケ
ートゼオライト触媒と接触させることにより良好な工業
的に許容できる収率で芳香族化することができる。30
%以上の高芳香族液体収率が達成される。
有しないナフサ区分は該区分を比較的過酷な条件下でZ
SM−5及びZSM−5と類似の結晶性アルミノシリケ
ートゼオライト触媒と接触させることにより良好な工業
的に許容できる収率で芳香族化することができる。30
%以上の高芳香族液体収率が達成される。
この操作は主に脂肪族質装入原料を転化するものであ
り、343〜816℃(650〜1500゜F)の温度及
び約1〜15重量時間空間速度(WHSV)の空間速度
で操作される。
り、343〜816℃(650〜1500゜F)の温度及
び約1〜15重量時間空間速度(WHSV)の空間速度
で操作される。
類似する操作において、改質ガソリンのような芳香族含
有装入原料類をZSM−5及びZSM−5と類似の中気
孔ゼオライト類と接触させて該装入原料中の芳香族含量
を増加している。この方法は装入原料中の脂肪族類を選
択的にクラッキングして存在する芳香族類をアルキル化
する少なくとも若干の活性分子を製造し、芳香族含量を
増加し、且つ低オクタン価パラフィン含量を減少する。
この方法は芳香族類に富んだ装入原料を転化するもので
あり、260〜538℃(500〜1000゜F)で操作
される。
有装入原料類をZSM−5及びZSM−5と類似の中気
孔ゼオライト類と接触させて該装入原料中の芳香族含量
を増加している。この方法は装入原料中の脂肪族類を選
択的にクラッキングして存在する芳香族類をアルキル化
する少なくとも若干の活性分子を製造し、芳香族含量を
増加し、且つ低オクタン価パラフィン含量を減少する。
この方法は芳香族類に富んだ装入原料を転化するもので
あり、260〜538℃(500〜1000゜F)で操作
される。
上述の両操作における操作条件は幾つかの点で、例えば
装入原料について重複する。恐らく、若干のクラッキン
グ−アルキル化及び若干の芳香族化が両操作において起
こる。両操作の相違点は新しく芳香族環の形成を促進す
るより過酷な条件が支配的な転化操作と予備形成すなわ
ち新しく生成した芳香環のアルキル化を促進する余り過
酷でない条件が支配的な転化操作の相異として表すのが
恐らくより良好である。
装入原料について重複する。恐らく、若干のクラッキン
グ−アルキル化及び若干の芳香族化が両操作において起
こる。両操作の相違点は新しく芳香族環の形成を促進す
るより過酷な条件が支配的な転化操作と予備形成すなわ
ち新しく生成した芳香環のアルキル化を促進する余り過
酷でない条件が支配的な転化操作の相異として表すのが
恐らくより良好である。
いずれの場合においても、操作はZSM−5を変成して
10重量%までの亜鉛またはカドミウムまたは他の類似
する助触媒金属を含有させる場合に改善される。該金属
はカチオン交換、含浸及び/または蒸着によりゼオライ
トに組み入れることが適当である。該触媒へ更に銅が含
まれると、亜鉛及び/またはカドミウム再生間の損失を
低減する。以下に記載する特許明細書は上述の方法を指
向する特許明細書の1部分である。
10重量%までの亜鉛またはカドミウムまたは他の類似
する助触媒金属を含有させる場合に改善される。該金属
はカチオン交換、含浸及び/または蒸着によりゼオライ
トに組み入れることが適当である。該触媒へ更に銅が含
まれると、亜鉛及び/またはカドミウム再生間の損失を
低減する。以下に記載する特許明細書は上述の方法を指
向する特許明細書の1部分である。
米国特許第3,756,942号明細書は流動接触クラッキング
(FCC)により製造された軽質ガソリンをZSM−5
ゼオライト上で転化することによって該ガソリンの芳香
族含量を増加する方法を開示している。
(FCC)により製造された軽質ガソリンをZSM−5
ゼオライト上で転化することによって該ガソリンの芳香
族含量を増加する方法を開示している。
米国特許第3,760,024号明細書はC2〜C4パラフィン
類、オレフィン類またはこれらの混合物をZSM−5と
接触させることによって芳香族化合物を製造する方法を
開示している。
類、オレフィン類またはこれらの混合物をZSM−5と
接触させることによって芳香族化合物を製造する方法を
開示している。
米国特許第3,775,501号明細書は脂肪族オレフィン類及
び脂肪族パラフィン類からなる群より選択された炭化水
素装入原料を空気中または酸素中でZSM−5のような
ゼオライトと接触させることによって該炭化水素装入原
料から芳香族を得るための改善された方法を開示してい
る。
び脂肪族パラフィン類からなる群より選択された炭化水
素装入原料を空気中または酸素中でZSM−5のような
ゼオライトと接触させることによって該炭化水素装入原
料から芳香族を得るための改善された方法を開示してい
る。
米国特許第3,827,968号明細書はC2〜C5オレフィン
類をオリゴマー化するための条件下で該オレフイン類を
ZSM−5と接触させ、次に芳香族化条件下でオリゴマ
ー化済みオレフィン類をZSM−5上に送って増大した
芳香族含量をもつ生成物を形成する方法を開示してい
る。
類をオリゴマー化するための条件下で該オレフイン類を
ZSM−5と接触させ、次に芳香族化条件下でオリゴマ
ー化済みオレフィン類をZSM−5上に送って増大した
芳香族含量をもつ生成物を形成する方法を開示してい
る。
米国特許第3,890,218号明細書はナフサ範囲で沸騰し且
つ低オクタン価をもつ炭化水素区分をZSM−5のよう
な中気孔ゼオライト上で接触させることからなる該区分
のオクタン価向上方法を開示している。この方法におい
て、ゼオライトの活性は形状選択性クラッキング−アル
キル化メカニズム及び脂肪族炭化水素芳香族化方法によ
り得られる高オクタン価液体を増加するようにスチーミ
ングにより変成されている。該方法は個々の転化メカニ
ズムについての最適条件の中間の条件で操作することが
好適である。上述の特許明細書に記載された方法に有用
な装入原料は芳香族類、主にC5〜C8芳香族類0〜2
0重量%、及び直鎖または枝分かれ鎖をもつパラフィン
類及びオレフィン類60〜100重量%並びに少量のナ
フテン類である。
つ低オクタン価をもつ炭化水素区分をZSM−5のよう
な中気孔ゼオライト上で接触させることからなる該区分
のオクタン価向上方法を開示している。この方法におい
て、ゼオライトの活性は形状選択性クラッキング−アル
キル化メカニズム及び脂肪族炭化水素芳香族化方法によ
り得られる高オクタン価液体を増加するようにスチーミ
ングにより変成されている。該方法は個々の転化メカニ
ズムについての最適条件の中間の条件で操作することが
好適である。上述の特許明細書に記載された方法に有用
な装入原料は芳香族類、主にC5〜C8芳香族類0〜2
0重量%、及び直鎖または枝分かれ鎖をもつパラフィン
類及びオレフィン類60〜100重量%並びに少量のナ
フテン類である。
米国特許第3,953,366号明細書はクラッキング済みガソ
リン区分のような炭化水素装入原料をゼオライト上に沈
着したレニウムをもつZSM−5またはZSM−5と類
似のゼオライトと接触させることよりなる芳香族化方法
及び芳香族環のアルキル化方法を開示している。
リン区分のような炭化水素装入原料をゼオライト上に沈
着したレニウムをもつZSM−5またはZSM−5と類
似のゼオライトと接触させることよりなる芳香族化方法
及び芳香族環のアルキル化方法を開示している。
米国特許第3,960,978号明細書はガス状C2〜C5オレ
フィン装入原料をZSM−5上に送ることによって該装
入原料をオレフィン質ガソリンへ転化する方法が記載さ
れている。ゼオライトをスチーム処理して低α活性とす
ることができる。
フィン装入原料をZSM−5上に送ることによって該装
入原料をオレフィン質ガソリンへ転化する方法が記載さ
れている。ゼオライトをスチーム処理して低α活性とす
ることができる。
米国特許第4,021,502号明細書はC2〜C5オレフィン
類または該オレフィン類とC1〜C5パラフィン類から
なる装入原料をZSM−4、ZSM−12、ZSM−1
8、チャバサイトまたはゼオライトベータ上に送ること
によってガソリンを製造する方法を開示している。
類または該オレフィン類とC1〜C5パラフィン類から
なる装入原料をZSM−4、ZSM−12、ZSM−1
8、チャバサイトまたはゼオライトベータ上に送ること
によってガソリンを製造する方法を開示している。
米国特許第4,227,992号明細書はC3+オレフィン類を
ガサリン及び燃料油へ転化するような条件下で軽質オレ
フィン類をZSM−5と接触させることによって該オレ
フィン類からのエチレンの分離方法を開示している。
ガサリン及び燃料油へ転化するような条件下で軽質オレ
フィン類をZSM−5と接触させることによって該オレ
フィン類からのエチレンの分離方法を開示している。
米国特許第4,396,497号明細書はガソリン沸点範囲炭化
水素類をガンマーアルミナ触媒と接触させて該炭化水素
類のオクタン価を増加するため処理方法を記載してい
る。
水素類をガンマーアルミナ触媒と接触させて該炭化水素
類のオクタン価を増加するため処理方法を記載してい
る。
ガソリン沸点区分のオクタン価を増加するために使用す
る最近の他の方法は軽油類をガソリン生成物へクラッキ
ングする間にX型ファウジャサイトまたはY型ファウジ
ャサイトゼオライトのような慣用のクラッキング触媒へ
ZSM−5及びZSM−5と類似の中気孔ゼオライト類
を転化することを含む。該方法を記載した特許の例は米
国特許第3,894,931号明細書、同第3,894,903号明細書及
び同第3,894,934号明細書を包含する。
る最近の他の方法は軽油類をガソリン生成物へクラッキ
ングする間にX型ファウジャサイトまたはY型ファウジ
ャサイトゼオライトのような慣用のクラッキング触媒へ
ZSM−5及びZSM−5と類似の中気孔ゼオライト類
を転化することを含む。該方法を記載した特許の例は米
国特許第3,894,931号明細書、同第3,894,903号明細書及
び同第3,894,934号明細書を包含する。
[発明が解決しようとする問題点] ガソリン区分の品質改善並びに該区分のオクタン価を増
加する際に考慮される1つの重要な事柄は可能な限り高
い液体収率を得ることである。すなわち、上述の技法は
ガソリン成分の品質向上には優れているが、クラッキン
グ条件下、アルキル化条件下または芳香族化条件下での
ZSM−5上での炭化水素転化は軽質ガス類すなわちC
1〜C4が形成してガソリン収率のかなりの損失を招
く。
加する際に考慮される1つの重要な事柄は可能な限り高
い液体収率を得ることである。すなわち、上述の技法は
ガソリン成分の品質向上には優れているが、クラッキン
グ条件下、アルキル化条件下または芳香族化条件下での
ZSM−5上での炭化水素転化は軽質ガス類すなわちC
1〜C4が形成してガソリン収率のかなりの損失を招
く。
過度の収率の損失なしにガソリン沸点区分のオクタン価
を改善することができる方法があれば好都合であろう。
を改善することができる方法があれば好都合であろう。
[問題点を解決するための手段] 実質上収率を損失しないでクラッキング済みガソリンの
オクタン価を増加する方法を今般見出した。
オクタン価を増加する方法を今般見出した。
従って、本発明はガソリンオクタン価の改善方法におい
て、少なくとも20重量%のオレフィン類を含有するガ
ソリンを、水素の不存在下に、343〜510℃の温度
で、大気圧〜450kPaの圧力で、2〜100のα値及
び1〜12の制限指数を有する酸性触媒と接触させ、C
1〜C4生成物への転化率を5.0重量%以下に押さえ
且つガソリンのオクタン価を増加させることを特徴とす
るガソリンオクタン価の改善方法を提供するにある。
て、少なくとも20重量%のオレフィン類を含有するガ
ソリンを、水素の不存在下に、343〜510℃の温度
で、大気圧〜450kPaの圧力で、2〜100のα値及
び1〜12の制限指数を有する酸性触媒と接触させ、C
1〜C4生成物への転化率を5.0重量%以下に押さえ
且つガソリンのオクタン価を増加させることを特徴とす
るガソリンオクタン価の改善方法を提供するにある。
[作用] 本発明方法は最小の収率の損失、すなわち5重量%以
下、通常1重量%以下の収率の損失でガソリン沸点区分
のオクタン価を増大する。収率の損失はC1〜C4ガス
が形成することにある。
下、通常1重量%以下の収率の損失でガソリン沸点区分
のオクタン価を増大する。収率の損失はC1〜C4ガス
が形成することにある。
ガソリン装入原料は酸性結晶性アルミノシリケートゼオ
ライト触媒の固定床に送られて該ガソリン装入原料はオ
クタン価を改善したガソリン生成物へ転化する。適当な
温度は343〜510℃(650〜950゜F)を包含す
る。より良好な結果は357〜496℃(675〜92
5゜F)で達成される。好適な操作温度は371〜482
℃(700〜900゜F)であり、好適な空間速度は少な
くとも10WHSVであり、好適な圧力は大気圧から4
50Kpa(50psig)である。操作は水素の不在下で行
なうことが好適である。
ライト触媒の固定床に送られて該ガソリン装入原料はオ
クタン価を改善したガソリン生成物へ転化する。適当な
温度は343〜510℃(650〜950゜F)を包含す
る。より良好な結果は357〜496℃(675〜92
5゜F)で達成される。好適な操作温度は371〜482
℃(700〜900゜F)であり、好適な空間速度は少な
くとも10WHSVであり、好適な圧力は大気圧から4
50Kpa(50psig)である。操作は水素の不在下で行
なうことが好適である。
適当な装入原料はFCCガソリンまたはTCCガソリン
を包含する。すなわち、24〜121℃(75〜250
゜F)の低最終沸点FCCガソリン;24〜154℃(7
5〜310゜F)の留出油範囲FCCガソリンまたは全沸
点範囲が24〜218℃(75〜425゜F)のTCCガ
ソリンまたはFCCガソリンまたはそれらの部分的区分
が本発明に適応できる。該ガソリン類は通常少なくとも
20重量%のオレフィン含量をもつ、該ガソリンがとこ
までの留分を含むかによもよるが、通常オレフィン含量
は少なくとも30重量%または少なくとも40重量%で
ある。品質改善をすることができる他の有用なガソリン
類はゼオライト触媒上でのメタノールの芳香族ガソリン
類への転化から得られたガソリン類、中気孔ゼオライト
上でのオレフィン類のオレフィン質ガソリンへのオリゴ
マー化から得られたガソリン類、高温分解ガソリン等を
包含する。
を包含する。すなわち、24〜121℃(75〜250
゜F)の低最終沸点FCCガソリン;24〜154℃(7
5〜310゜F)の留出油範囲FCCガソリンまたは全沸
点範囲が24〜218℃(75〜425゜F)のTCCガ
ソリンまたはFCCガソリンまたはそれらの部分的区分
が本発明に適応できる。該ガソリン類は通常少なくとも
20重量%のオレフィン含量をもつ、該ガソリンがとこ
までの留分を含むかによもよるが、通常オレフィン含量
は少なくとも30重量%または少なくとも40重量%で
ある。品質改善をすることができる他の有用なガソリン
類はゼオライト触媒上でのメタノールの芳香族ガソリン
類への転化から得られたガソリン類、中気孔ゼオライト
上でのオレフィン類のオレフィン質ガソリンへのオリゴ
マー化から得られたガソリン類、高温分解ガソリン等を
包含する。
本発明により得られるオクタン価の増加は低最終沸点ガ
ソリン類、すなわち24〜121℃(75〜250゜F)
及び24〜154℃(75〜310゜F)のクラッキング
したガソリン類において、より容易に観察される。この
結果は軽質な方のガソリンが全範囲ガソリン類よりもオ
レフィン濃度が高い(通常約50重量%を含有する)た
めに、オレフィン異性化反応機構と一致するものであ
る。すなわち、約1重量%のガソリン収率の損失、すな
わち本発明に有用なゼオライト触媒上での約1重量%の
ガソリンのC1〜C4への転化による損失で、装入原料
に対する生成物のオクタン価の増加はほぼ以下のように
なる: 24〜121℃(75〜250゜F)FCCガソリンにつ
いて2〜2.5R+O 24〜154℃(75〜310゜F)留出油型FCCガソ
リンについて1.5〜2R+O 24〜218℃(75〜425゜F)の全範囲TCCまた
はFCCガソリンについて1〜1.5R+O。
ソリン類、すなわち24〜121℃(75〜250゜F)
及び24〜154℃(75〜310゜F)のクラッキング
したガソリン類において、より容易に観察される。この
結果は軽質な方のガソリンが全範囲ガソリン類よりもオ
レフィン濃度が高い(通常約50重量%を含有する)た
めに、オレフィン異性化反応機構と一致するものであ
る。すなわち、約1重量%のガソリン収率の損失、すな
わち本発明に有用なゼオライト触媒上での約1重量%の
ガソリンのC1〜C4への転化による損失で、装入原料
に対する生成物のオクタン価の増加はほぼ以下のように
なる: 24〜121℃(75〜250゜F)FCCガソリンにつ
いて2〜2.5R+O 24〜154℃(75〜310゜F)留出油型FCCガソ
リンについて1.5〜2R+O 24〜218℃(75〜425゜F)の全範囲TCCまた
はFCCガソリンについて1〜1.5R+O。
ガソリン収率の損失は主にC1〜C4ガスの形成による
ものである。しかし、これらの軽質ガスの90%以上は
C3〜C4オレフィン類であり、イソブタンによるアル
キル化後、ガソリン貯槽へ添加してガソリン収率を増加
し、更にオクタン価を改善することができる。
ものである。しかし、これらの軽質ガスの90%以上は
C3〜C4オレフィン類であり、イソブタンによるアル
キル化後、ガソリン貯槽へ添加してガソリン収率を増加
し、更にオクタン価を改善することができる。
本発明に有用な触媒は任意の酸性ゼオライトから選択す
ることができ、中気孔アルミノシリケートゼオライトが
好適である。この好適な触媒は比較的遅い老化速度をも
つ。
ることができ、中気孔アルミノシリケートゼオライトが
好適である。この好適な触媒は比較的遅い老化速度をも
つ。
本発明の結晶性アルミノシリケート成分に有用なゼオラ
イトは米国特許第2,882,244号明細書に記載されている
ゼオライトX;米国特許第3,130,007号明細書に記載さ
れているゼオライトT;モルデナイト;米国特許第3,21
6,786号明細書に記載されているゼオライトL;米国特
許第2,950,952号明細書に記載されているゼオライト
T;及び米国特許第3,308,069号明細書に記載されてい
るゼオライトベータの酸形態である。
イトは米国特許第2,882,244号明細書に記載されている
ゼオライトX;米国特許第3,130,007号明細書に記載さ
れているゼオライトT;モルデナイト;米国特許第3,21
6,786号明細書に記載されているゼオライトL;米国特
許第2,950,952号明細書に記載されているゼオライト
T;及び米国特許第3,308,069号明細書に記載されてい
るゼオライトベータの酸形態である。
好適な触媒は中気孔寸法ゼオライトである結晶性アルミ
ノシリケートゼオライトである。該ゼオライト類は制御
指数1〜12及びシリカ/アルミナ骨格構造比少なくと
も12、好適には少なくとも約30をもつ。
ノシリケートゼオライトである。該ゼオライト類は制御
指数1〜12及びシリカ/アルミナ骨格構造比少なくと
も12、好適には少なくとも約30をもつ。
中気孔ゼオライトはZSM−5、ZSM−11、ZSM
−12、ZSM−23、ZSM−35、ZSM−38、
ZSM−48及び他の類似物質を包含する。ZSM−5
は米国特許第3,702,886号明細書に、ZSM−11は米
国特許第3,709,979号明細書に、ZSM−12は米国特
許第3,832,449号明細書に、ZSM−23は米国特許第
4,076,842号明細書に、ZSM−35は米国特許第4,01
6,245号明細書に、ZSM−38は米国特許第4,046,859
号明細書に、ZSM−48は米国特許第4,375,573号明
細書にそれぞれ記載されている。
−12、ZSM−23、ZSM−35、ZSM−38、
ZSM−48及び他の類似物質を包含する。ZSM−5
は米国特許第3,702,886号明細書に、ZSM−11は米
国特許第3,709,979号明細書に、ZSM−12は米国特
許第3,832,449号明細書に、ZSM−23は米国特許第
4,076,842号明細書に、ZSM−35は米国特許第4,01
6,245号明細書に、ZSM−38は米国特許第4,046,859
号明細書に、ZSM−48は米国特許第4,375,573号明
細書にそれぞれ記載されている。
中気孔ゼオライトが好適である。すなわち、ZSM−1
2及びゼオライトベータは有用ではあるが、必ずしも好
適ではない。
2及びゼオライトベータは有用ではあるが、必ずしも好
適ではない。
ガソリンのパラフィン成分及びオレフィン成分の多量の
クラッキング及び次の芳香族化を回避するために、触媒
の活性を臨界的範囲内にしなければならない。従って、
触媒の酸活性(α値)は2〜100であるべきで、好適
にはα値は5〜75、最適には10〜50である。例え
ば、アルカリ金属カチオンによる広域塩基交換、高シリ
カ/アルミナ骨格構造比での合成、母剤中へのゼオライ
トの希釈及びスチーミングのようなゼオライト触媒の所
望の酸活性を達成するための慣用の種々の方法が使用で
きる。ゼオライトの酸のスチーミングは好適な方法であ
る。
クラッキング及び次の芳香族化を回避するために、触媒
の活性を臨界的範囲内にしなければならない。従って、
触媒の酸活性(α値)は2〜100であるべきで、好適
にはα値は5〜75、最適には10〜50である。例え
ば、アルカリ金属カチオンによる広域塩基交換、高シリ
カ/アルミナ骨格構造比での合成、母剤中へのゼオライ
トの希釈及びスチーミングのようなゼオライト触媒の所
望の酸活性を達成するための慣用の種々の方法が使用で
きる。ゼオライトの酸のスチーミングは好適な方法であ
る。
結晶性アルミノシリケートゼオライトのα値はn−ヘキ
サンをクラッキングするための触媒の活性に関する。ヘ
キサンクラッキング試験からのα値はジャーナル・オブ
・カタリシス第4巻、No.4、第527〜529頁
(1969年8月)にピー・ビー・ウェイズ(P.B.
Weisz)及びジェー・エヌ・メアレー(J.N.Miale
y)により記載された方法に従って測定することができ
る。
サンをクラッキングするための触媒の活性に関する。ヘ
キサンクラッキング試験からのα値はジャーナル・オブ
・カタリシス第4巻、No.4、第527〜529頁
(1969年8月)にピー・ビー・ウェイズ(P.B.
Weisz)及びジェー・エヌ・メアレー(J.N.Miale
y)により記載された方法に従って測定することができ
る。
全ての例において、触媒は0.25〜0.85mm(20
×60メッシュの篩を通過する寸法である)であり、使
用前に水素流中で1時間にわたり482℃(900゜F)
で予備処理される。触媒を操作温度へ加熱し、装入原料
を大気圧+触媒床の圧力降下の圧力で、熱触媒上で実験
した。
×60メッシュの篩を通過する寸法である)であり、使
用前に水素流中で1時間にわたり482℃(900゜F)
で予備処理される。触媒を操作温度へ加熱し、装入原料
を大気圧+触媒床の圧力降下の圧力で、熱触媒上で実験
した。
液体窒素冷却トラップに生成物を収集し、次いでガス類
を予め測定した一定体積系へ膨張させることによって物
質収支を取った。液体及びガスの分析をガスクロマトグ
ラフィーによつて行なった。オクタン価測定用の液体生
成物は氷、次にドライアイス−アセトントラップで収集
した。C1〜C4製造量が1%以下である実験がほとん
どであるために蒸留は行なわなかった。しかし、ガス製
造量が1%以上の場合、修正値は液体中に溶解した軽質
ガスの影響を差引くために得られた値に修正を行なっ
た。この修正値はC1〜C4製造量1%毎に約0.1R
+Oであり、添付する図に記載した。
を予め測定した一定体積系へ膨張させることによって物
質収支を取った。液体及びガスの分析をガスクロマトグ
ラフィーによつて行なった。オクタン価測定用の液体生
成物は氷、次にドライアイス−アセトントラップで収集
した。C1〜C4製造量が1%以下である実験がほとん
どであるために蒸留は行なわなかった。しかし、ガス製
造量が1%以上の場合、修正値は液体中に溶解した軽質
ガスの影響を差引くために得られた値に修正を行なっ
た。この修正値はC1〜C4製造量1%毎に約0.1R
+Oであり、添付する図に記載した。
[実施例] 以下に実施例(以下、特記しない限り単に「例」と記載
する)を挙げ、本発明を更に説明する。
する)を挙げ、本発明を更に説明する。
例1 種々のゼオライト類、例えばZSM−5、ZSM−1
1、ZSM−12、ZSM−23及びゼオライトベータ
を使用して第1表に記載する組成(重量%)をもつ24
〜218℃(75〜425゜F)の全範囲FCCガソリン
を品質改善した。個々の触媒を371〜482℃(70
0〜900゜F)で試験した。第2表〜第4表は個々のゼ
オライトについての上述の試験温度範囲内の2つの温度
でのガソリン生成物の組成を説明するものである。収率
の損失に対するオクタン価の向上値を第1図に示す。オ
クタン価の最適向上値は約1%のガス製造量で存在す
る。
1、ZSM−12、ZSM−23及びゼオライトベータ
を使用して第1表に記載する組成(重量%)をもつ24
〜218℃(75〜425゜F)の全範囲FCCガソリン
を品質改善した。個々の触媒を371〜482℃(70
0〜900゜F)で試験した。第2表〜第4表は個々のゼ
オライトについての上述の試験温度範囲内の2つの温度
でのガソリン生成物の組成を説明するものである。収率
の損失に対するオクタン価の向上値を第1図に示す。オ
クタン価の最適向上値は約1%のガス製造量で存在す
る。
第1表 全範囲FCCガソリン C1 C2 C2= C3 C3= i−C4 0.03 n−C4 0.20 C4= 0.57 i−C5 7.96 n−C5 C5= 8.61 2,2DM−C4 0.10 シクロ−C5 0.68 2,3DM−C4 0.69 2−M−C5 4.16 3−M−C5 2.24 n−C6 1.08 C6= 3.53 M−シクロ−C5 2.67 ベンゼン 1.51 シクロ−C6 0.34 C7類 11.95 n−C7 トルエン 4.73 C8類 6.59 n−C8 C8芳香族 9.85 C9+パラフィン類 C9芳香族 9.85 C10芳香族 8.39 C10〜C12芳香族 14.27 ナフタレン M−ナフタレン C13+類 R+O、オクタン価 89.20 第5表は1%のガス製造量での試験を行なったゼオライ
トの個々についてのオクタン価向上を説明するものであ
る。
トの個々についてのオクタン価向上を説明するものであ
る。
このレベルで、全ての触媒がオクタン価を改善し、これ
は酸度のみがこのオクタン価の向上を達成することを示
唆するものである。
は酸度のみがこのオクタン価の向上を達成することを示
唆するものである。
通常、生成する軽質ガス類はオレフィン類である。ZS
M−5はZSM−12が約90%のオレフィン類を生成
するのに対し約95%のオレフィン類を生成するために
最良である。酸度に関して、ZSM−5、ZSM−11
及びZSM−23は同じα値でZSM−12より41.
7〜55.6℃(75〜100゜F)活性である。
M−5はZSM−12が約90%のオレフィン類を生成
するのに対し約95%のオレフィン類を生成するために
最良である。酸度に関して、ZSM−5、ZSM−11
及びZSM−23は同じα値でZSM−12より41.
7〜55.6℃(75〜100゜F)活性である。
例2 本例においては、ZSM−5及びZSM−12を全範囲
FCCガソリンと接触させた。個々の触媒について種々
のα値を試験した。結果を第2図(ZSM−12)及び
第3図(ZSM−5)に要約する。ZSM−12の実験
について異なる空間速度を使用したが、空間速度は重要
ではなく、またα値を変化させる場合にも空間速度の相
異は効果的な結果を生じない。
FCCガソリンと接触させた。個々の触媒について種々
のα値を試験した。結果を第2図(ZSM−12)及び
第3図(ZSM−5)に要約する。ZSM−12の実験
について異なる空間速度を使用したが、空間速度は重要
ではなく、またα値を変化させる場合にも空間速度の相
異は効果的な結果を生じない。
新鮮なZSM−5及びZSM−12は55.6℃(10
0゜F)/100時間以上の速度で急速に老化した。老化
は窒素毒、コークス化またはそれら両者のためであろ
う。比較的高い温度ではコークス化が生じ易いために窒
素の収着が最小限となる。他の点において、α値1をも
つZSM−12は所望の反応を全て達成するために充分
な活性をもつものではない。中程度のα値すなわち10
〜30の範囲内で、収率とオクタン価の関係は同様であ
るが、恐らく約30のα値でオクタン価の改善及び酸度
にわずかな利点があるのであろう。
0゜F)/100時間以上の速度で急速に老化した。老化
は窒素毒、コークス化またはそれら両者のためであろ
う。比較的高い温度ではコークス化が生じ易いために窒
素の収着が最小限となる。他の点において、α値1をも
つZSM−12は所望の反応を全て達成するために充分
な活性をもつものではない。中程度のα値すなわち10
〜30の範囲内で、収率とオクタン価の関係は同様であ
るが、恐らく約30のα値でオクタン価の改善及び酸度
にわずかな利点があるのであろう。
例3 ZSM−5及びZSM−12を使用して第6表に示す組
成をもつ全範囲TCCガソリンのオクタン価を改善し
た。第7表及び第8表は改善されたガソリン生成物組成
を示す。TCCガソリンは第4表に示したFCCガソリ
ンと同様に反応する。収率/オクタン価比は1R+O/
1%C1〜C4製造量である。より高いオクタン価で、
ZSM−12はZSM−5より有効である。使用したZ
SM−12類の1つは高シリカ/アルミナモル比(Si
O2/Al2O3=250)、α値=39の触媒であ
る。収率/オクタン価比はスチーム処理済み触媒の収率
/オクタン価比に四敵するものであり、スチーム処理ま
たは高SiO2/Al2O3比を使用することによるよ
り低い活性が許容できることを示唆するものである。
成をもつ全範囲TCCガソリンのオクタン価を改善し
た。第7表及び第8表は改善されたガソリン生成物組成
を示す。TCCガソリンは第4表に示したFCCガソリ
ンと同様に反応する。収率/オクタン価比は1R+O/
1%C1〜C4製造量である。より高いオクタン価で、
ZSM−12はZSM−5より有効である。使用したZ
SM−12類の1つは高シリカ/アルミナモル比(Si
O2/Al2O3=250)、α値=39の触媒であ
る。収率/オクタン価比はスチーム処理済み触媒の収率
/オクタン価比に四敵するものであり、スチーム処理ま
たは高SiO2/Al2O3比を使用することによるよ
り低い活性が許容できることを示唆するものである。
第6表 全範囲TCCガソリン C1 C2 C2= C3 C3= i−C4 0.06 n−C4 0.36 C4= 0.80 i−C5 10.50 n−C5 1.74 C5= 2.89 2,2DM−C4 0.04 シクロ−C5 0.18 2,3DM−C4 1.08 2−M−C5 4.44 3−M−C5 2.81 n−C6 0.82 C6= 1.26 M−シクロ−C5 2.69 ベンゼン 1.34 シクロ−C6 C7類 10.80 n−C7 トルエン 5.01 C8類 6.18 n−C8 C8芳香族 10.70 C9+パラフィン類 C9芳香族 10.91 C10芳香族 8.87 C10〜C12芳香族 16.55 ナフタレン 0.00 M−ナフタレン 0.00 C13+類 0.00 R+O、オクタン価 88.8 例4 オクタン価改善の機能がオレフィンの反応を包含する場
合、装入原料の沸点が低下した時にはオクタン価改善量
が初期のより高いオレフィン濃度のために増加しなけれ
ばならない。第9表〜第11表に留出油型FCCガソリ
ン[沸点範囲24〜154℃(75〜310゜F)](ク
ラッキング触媒中にZSM−5を含有するもの及び含有
しないもの)及びFCCガソリン沸点範囲[24〜12
1℃(75〜250゜F)]区分についてのデータを示
す。これらの結果並びに全範囲FCCガソリン及びTC
Cガソリンにおける上述のZSM−12のデータを第5
図にプロットする。
合、装入原料の沸点が低下した時にはオクタン価改善量
が初期のより高いオレフィン濃度のために増加しなけれ
ばならない。第9表〜第11表に留出油型FCCガソリ
ン[沸点範囲24〜154℃(75〜310゜F)](ク
ラッキング触媒中にZSM−5を含有するもの及び含有
しないもの)及びFCCガソリン沸点範囲[24〜12
1℃(75〜250゜F)]区分についてのデータを示
す。これらの結果並びに全範囲FCCガソリン及びTC
Cガソリンにおける上述のZSM−12のデータを第5
図にプロットする。
第12表は0.7%軽質ガス製造量でのオクタン価の改
善における沸点範囲の影響を説明するものである。
善における沸点範囲の影響を説明するものである。
結果は予想通りである。得られたオクタン価は24〜1
21℃(75〜250゜F)、24〜154℃(75〜3
10゜F)、24〜218℃(75〜425゜F)の順番に
改善される。クラッキング添加剤としてZSM−5を用
いて製造された24〜154℃(75〜310゜F)留出
油型FCCガソリンは約0.5R+Oを改善する。しか
し、若干の他の反応がクラッキング工程で明らかに生じ
ており、そのために次工程処理におけるオクタン価改善
量は制限される。
21℃(75〜250゜F)、24〜154℃(75〜3
10゜F)、24〜218℃(75〜425゜F)の順番に
改善される。クラッキング添加剤としてZSM−5を用
いて製造された24〜154℃(75〜310゜F)留出
油型FCCガソリンは約0.5R+Oを改善する。しか
し、若干の他の反応がクラッキング工程で明らかに生じ
ており、そのために次工程処理におけるオクタン価改善
量は制限される。
軽質な方の装入原料によるオクタン価改善量は1%のC
1〜C4製造量当り1.5〜2.5R+Oである。これ
は非常に効率的なオクタン製造法であり、留出油を最大
とするためにTCCガソリンの最終沸点が177℃(3
50゜F)以下である情況において経済性が最適であるこ
とを示唆するものである。
1〜C4製造量当り1.5〜2.5R+Oである。これ
は非常に効率的なオクタン製造法であり、留出油を最大
とするためにTCCガソリンの最終沸点が177℃(3
50゜F)以下である情況において経済性が最適であるこ
とを示唆するものである。
例5 全範囲FCCガソリンをZSM−5及びZSM−12上
で種々の処理条件下で転化した。結果を第13表〜第1
5表及び第6図に示す。
で種々の処理条件下で転化した。結果を第13表〜第1
5表及び第6図に示す。
ガソリンが蒸留搭を出る温度で反応を行なうことが好都
合であろう。しかし、結果はオクタン価の改善はC1〜
C4への約0.5%の転化が生ずるまで得られず、また
これは約343℃(650゜F)まで起こらないことを示
すものである。すなわち、低温操作は窒素毒が保護器に
よる予備吸着、溶媒抽出または他の慣用の手段により除
去されない限り不可能である。この型の操作において、
低温で所望の転化率を達成するために、より酸性のゼオ
ライト類(100〜500のαの値)またはより多量の
触媒(1〜5WHSVの空間速度)を使用することがで
きる。260℃(500゜F)程度の低い温度で作業する
ことができるが、反応温度は少なくとも316〜343
℃(600〜650゜F)であることが好適であり、37
1℃(700゜F)以上が最適である。
合であろう。しかし、結果はオクタン価の改善はC1〜
C4への約0.5%の転化が生ずるまで得られず、また
これは約343℃(650゜F)まで起こらないことを示
すものである。すなわち、低温操作は窒素毒が保護器に
よる予備吸着、溶媒抽出または他の慣用の手段により除
去されない限り不可能である。この型の操作において、
低温で所望の転化率を達成するために、より酸性のゼオ
ライト類(100〜500のαの値)またはより多量の
触媒(1〜5WHSVの空間速度)を使用することがで
きる。260℃(500゜F)程度の低い温度で作業する
ことができるが、反応温度は少なくとも316〜343
℃(600〜650゜F)であることが好適であり、37
1℃(700゜F)以上が最適である。
圧力の上昇はオクタン価の改善に損害を与える。コーク
ス化は圧力が高ければ高いほど激しくなり、また重質区
分が増加するために恐らく若干のオリゴマー化が生ず
る。オクタン価の改善は生ずることがなく、事実オクタ
ン価の低減が生ずる。ほとんどのガソリン類について、
圧力は1500kPa(200psig)以下とすべきであ
り、また反応は大気圧〜310kPa(30psig)で行な
うことが好ましい。減圧下または希釈剤を用いる操作は
操作を促進することができる。反応系への水素の添加は
反応または得られるオクタン価に影響を及ぼすことはな
い。金属の不在下で、オレフィン質軽質ガス類の水素化
は起こらない。また、これは水素が老化に影響を及ぼさ
ないことを示唆するものである。
ス化は圧力が高ければ高いほど激しくなり、また重質区
分が増加するために恐らく若干のオリゴマー化が生ず
る。オクタン価の改善は生ずることがなく、事実オクタ
ン価の低減が生ずる。ほとんどのガソリン類について、
圧力は1500kPa(200psig)以下とすべきであ
り、また反応は大気圧〜310kPa(30psig)で行な
うことが好ましい。減圧下または希釈剤を用いる操作は
操作を促進することができる。反応系への水素の添加は
反応または得られるオクタン価に影響を及ぼすことはな
い。金属の不在下で、オレフィン質軽質ガス類の水素化
は起こらない。また、これは水素が老化に影響を及ぼさ
ないことを示唆するものである。
例6 クラッキング済みガス類のオレフィン含量を測定するた
めに、全範囲FCCガソリンをスチーム処理済みZSM
−5触媒上で転化した。生成物の比較を第16表に示
す。
めに、全範囲FCCガソリンをスチーム処理済みZSM
−5触媒上で転化した。生成物の比較を第16表に示
す。
製造した軽質ガスの量は少量であるが、該軽質ガスはア
ルキレート収率を増加するために使用することができる
主にC3〜C4オレフィン類である。
ルキレート収率を増加するために使用することができる
主にC3〜C4オレフィン類である。
C5+収率は1.5重量%のC1〜C4製造量で98.
1体積%である。アルキル化のために必要なイソブタン
の体積は2.8%であり、102.2体積%のガソリン
+アルキレート収率が得られる。
1体積%である。アルキル化のために必要なイソブタン
の体積は2.8%であり、102.2体積%のガソリン
+アルキレート収率が得られる。
第16表 触媒 ZSM−5 温度、℃(゜F) 384(72
4) 圧力、kPa(psig) 170(30.00) WHSV 10.00 操作時間、時間 119.00 生成物分布、重量% C1 0.00 C2 0.00 C2= 0.02 C3 0.00 C3= 0.48 i−C4 0.03 n−C4 0.22 C4= 1.05 i−C5 6.15 n−C5 0.21 C5= 10.19 2,2DM−C4 0.00 シクロ−C5 0.86 2,3DM−C4 0.55 2−M−C5 3.30 3−M−C5 1.69 n−C6 1.21 C6= 3.77 M−シクロ−C5 2.82 ベンゼン 1.78 シクロ−C6 0.47 (第16表続き) C7類 11.24 n−C7 0.00 トルエン 4.87 C8類 6.45 n−C8 0.00 C8芳香族 8.96 C9+パラフィン類 0.00 C9芳香族 10.10 C10芳香族 8.37 C10〜C12芳香族 15.21 ナフタレン 0.00 M−ナフタレン 0.00 C13+類 0.00 合計転化率、重量% 2.95 C1〜C4へ 1.12 R+O、オクタン価(装入原料=91.4) 92.80
4) 圧力、kPa(psig) 170(30.00) WHSV 10.00 操作時間、時間 119.00 生成物分布、重量% C1 0.00 C2 0.00 C2= 0.02 C3 0.00 C3= 0.48 i−C4 0.03 n−C4 0.22 C4= 1.05 i−C5 6.15 n−C5 0.21 C5= 10.19 2,2DM−C4 0.00 シクロ−C5 0.86 2,3DM−C4 0.55 2−M−C5 3.30 3−M−C5 1.69 n−C6 1.21 C6= 3.77 M−シクロ−C5 2.82 ベンゼン 1.78 シクロ−C6 0.47 (第16表続き) C7類 11.24 n−C7 0.00 トルエン 4.87 C8類 6.45 n−C8 0.00 C8芳香族 8.96 C9+パラフィン類 0.00 C9芳香族 10.10 C10芳香族 8.37 C10〜C12芳香族 15.21 ナフタレン 0.00 M−ナフタレン 0.00 C13+類 0.00 合計転化率、重量% 2.95 C1〜C4へ 1.12 R+O、オクタン価(装入原料=91.4) 92.80
第1図はFCCガソリンを固定床操作で5種の酸性ゼオ
ライト触媒で処理した後のC1〜C4製造量に対するオ
クタン価の増加を説明するグラフ図であり、第2図はF
CCガソリンを固定床操作で種々の異なるα値を持つZ
SM−12触媒で処理した後のC1〜C4製造量に対す
るオクタン価の増加を説明するグラフ図であり、第3図
はFCCガソリンを固定床操作で種々の異なるα値をも
つZSM−5触媒で処理した後のC1〜C4製造量に対
するオクタン価の増加を説明するグラフ図であり、第4
図はFCCガソリンを固定床操作でスチーム処理済みZ
SM−12触媒、未スチーム処理ZSM−12触媒及び
スチーム触媒済みZSM−5触媒で処理した後のC1〜
C4製造量に対するオクタン価の増加を説明するグラフ
図であり、第5図は種々のFCCガソリン及びTCCガ
ソリンのスチーム処理済みZSM−12触媒での処理後
のC1〜C4製造量の関数としてのオクタン価の変化を
説明するグラフ図であり、第6図は種々のFCCガソリ
ン及びTCCガソリンの種々のゼオライト触媒類による
固定床処理におけるC1〜C4製造量におけるオクタン
価の変化を説明するグラフ図である。
ライト触媒で処理した後のC1〜C4製造量に対するオ
クタン価の増加を説明するグラフ図であり、第2図はF
CCガソリンを固定床操作で種々の異なるα値を持つZ
SM−12触媒で処理した後のC1〜C4製造量に対す
るオクタン価の増加を説明するグラフ図であり、第3図
はFCCガソリンを固定床操作で種々の異なるα値をも
つZSM−5触媒で処理した後のC1〜C4製造量に対
するオクタン価の増加を説明するグラフ図であり、第4
図はFCCガソリンを固定床操作でスチーム処理済みZ
SM−12触媒、未スチーム処理ZSM−12触媒及び
スチーム触媒済みZSM−5触媒で処理した後のC1〜
C4製造量に対するオクタン価の増加を説明するグラフ
図であり、第5図は種々のFCCガソリン及びTCCガ
ソリンのスチーム処理済みZSM−12触媒での処理後
のC1〜C4製造量の関数としてのオクタン価の変化を
説明するグラフ図であり、第6図は種々のFCCガソリ
ン及びTCCガソリンの種々のゼオライト触媒類による
固定床処理におけるC1〜C4製造量におけるオクタン
価の変化を説明するグラフ図である。
Claims (8)
- 【請求項1】ガソリンオクタン価の改善方法において、
少なくとも20重量%のオレフィン類を含有するガソリ
ンを、水素の不存在下に、343〜510℃の温度で、
大気圧〜450kPaの圧力で、2〜100のα値及び1
〜12の制限指数を有する酸性触媒と接触させ、C1〜
C4生成物への転化率を5.0重量%以下に押さえ且つ
ガソリンのオクタン価を増加させることを特徴とするガ
ソリンオクタン価の向上方法。 - 【請求項2】ガソリンを酸性触媒と接触させる際の重量
時間空間速度が0.1〜20であり、且つガソリン沸点
範囲原料の損失量2.0重量%ごとに、ガソリン生成物
のオクタン価が少なくとも1.0増加する特許請求の範
囲第1項記載の方法。 - 【請求項3】ガソリン沸点範囲原料の損失量1.0重量
%ごとに、ガソリン生成物のオクタン価が少なくとも
1.0増加する特許請求の範囲第2項記載の方法。 - 【請求項4】ゼオライトがZSM−5、ZSM−11、
ZSM−12、ZSM−23、ZSM−35、ZSM−
38及びZSM−48よりなる群より選択される特許請
求の範囲第1項から第3項までのいずれか1項に記載の
方法。 - 【請求項5】温度が371〜482℃である特許請求の
範囲第1項から第4項までのいずれか1項に記載の方
法。 - 【請求項6】ガソリン装入原料が少なくとも30重量%
のオレフィン類を含有する特許請求の範囲第1項から第
5項までのいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項7】ガソリン重量時間空間速度5〜10で固定
床中のゼオライトと接触する特許請求の範囲第1項から
第6項までのいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項8】ゼオライトが10〜50のα値をもつ特許
請求の範囲第1項から第7項までのいずれか1項に記載
の方法。
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
ZA861382A ZA861382B (en) | 1986-02-24 | 1986-02-24 | Process for improving the octane number of cracked gasolines |
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