JPH07126661A - Catalytic cracking of heavy hydrocarbon oil - Google Patents
Catalytic cracking of heavy hydrocarbon oilInfo
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- JPH07126661A JPH07126661A JP30100393A JP30100393A JPH07126661A JP H07126661 A JPH07126661 A JP H07126661A JP 30100393 A JP30100393 A JP 30100393A JP 30100393 A JP30100393 A JP 30100393A JP H07126661 A JPH07126661 A JP H07126661A
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- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、重質炭化水素油の接触
分解方法に関し、詳細には、ニッケルやバナジウムを含
む重質炭化水素油の接触分解において、ニッケルやバナ
ジウムが触媒を汚染する状態のときに特定の物性を示す
結晶性アルミノ珪酸塩と、無機酸化物マトリックスとか
らなる接触分解触媒を用いる、分解活性の高い、水素や
コークの生成が少なく、ガソリン留分や軽質分解留分
(以下、LCO)などの液状製品を高収率で得ることが
できる、接触分解方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for catalytically cracking heavy hydrocarbon oil, and more particularly to a state in which nickel or vanadium pollutes a catalyst in the catalytic cracking of heavy hydrocarbon oil containing nickel or vanadium. When using a catalytic cracking catalyst consisting of a crystalline aluminosilicate that exhibits specific physical properties and an inorganic oxide matrix, high cracking activity, low hydrogen and coke generation, gasoline fraction and light cracking fraction ( The present invention relates to a catalytic cracking method capable of obtaining a liquid product such as LCO) in high yield.
【0002】[0002]
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】一般
に、接触分解は、炭化水素油を触媒と接触させて分解
し、分解ガソリンを収率良く製造することを目的とした
技術であり、この技術においては、炭化水素油の接触分
解によって、ガソリン留分を高収率で得ると同時に、L
COなどの望ましい液状製品の収率を高めることも重要
である。2. Description of the Related Art Generally, catalytic cracking is a technique aimed at producing cracked gasoline in good yield by cracking hydrocarbon oil by contacting it with a catalyst. At the same time, by the catalytic cracking of hydrocarbon oil, a gasoline fraction can be obtained in a high yield and
It is also important to increase the yield of desirable liquid products such as CO.
【0003】この接触分解の原料油としては、従来か
ら、減圧軽油(VGO)が主として用いられて来ている
が、近年の原油事情や石油製品の市場動向から、常圧蒸
留残渣油や減圧蒸留残渣油(以下、残渣油という)をも
原料油として使用せざるを得ない状況となってきてい
る。Conventionally, vacuum gas oil (VGO) has been mainly used as a feedstock for the catalytic cracking. However, due to recent crude oil circumstances and market trends of petroleum products, atmospheric distillation residue oil and vacuum distillation are used. Residual oil (hereinafter referred to as residual oil) is inevitably used as a raw material oil.
【0004】ところで、これらの残渣油には、VGO中
よりもはるかに多い量のニッケルやバナジウムなどの金
属類が含まれており、これらの金属類が循環使用される
触媒に堆積して、触媒の分解活性を著しく低下させると
ともに、水素やコークの生成をも増加させ、液状製品の
収率を低下させることが知られている。By the way, these residual oils contain a much larger amount of metals such as nickel and vanadium than those in VGO, and these metals are deposited on a catalyst that is circulated and used as a catalyst. It is known to significantly reduce the decomposition activity of bisphenol, and also increase the production of hydrogen and coke, thereby decreasing the yield of liquid products.
【0005】ニッケルやバナジウムによる触媒への汚染
を少なくするためには、循環使用される触媒の一部を抜
出し、新しい触媒を補充する方法が行われる。ただし、
この方法では、重質炭化水素油に含まれるニッケルやバ
ナジウムの含有量が多くなる程、循環使用触媒(以下、
平衡触媒という)の抜出し量および新触媒の補充量を多
くしなければ、ニッケルやバナジウムによる触媒汚染の
影響を回避できないため、新触媒の使用量が増加すると
いう問題が発生し、必ずしも好ましい方法とは言えな
い。In order to reduce the pollution of the catalyst by nickel or vanadium, a method is used in which a part of the catalyst which is circulated is withdrawn and a new catalyst is replenished. However,
In this method, as the content of nickel or vanadium contained in the heavy hydrocarbon oil increases, the catalyst for recycling (hereinafter,
The effect of catalyst contamination by nickel and vanadium cannot be avoided unless the withdrawal amount of the equilibrium catalyst) and the replenishment amount of the new catalyst are increased. I can't say.
【0006】これら金属類の悪影響を抑制し、残渣油の
分解性の向上を目指した触媒について、その構成要素の
一つである無機酸化物マトリックスを改良する方法が、
従来から提案されている。Regarding a catalyst aiming at improving the decomposability of residual oil by suppressing the adverse effects of these metals, a method of improving the inorganic oxide matrix, which is one of the constituent elements, is as follows.
It has been proposed in the past.
【0007】例えば、無機酸化物マトリックスとしてア
ルミナ−マグネシアを用い、これと結晶性アルミノシリ
ケートとを混合した触媒を使用して、ニッケルやバナジ
ウムを0.5ppm以上含む重質油を接触分解する方法
が提案されている(特開昭64−47449号、特開平
1−111446号、同1−207138号、同2−2
73544号、同4−200641号参照)。For example, a method of catalytically cracking heavy oil containing nickel and vanadium in an amount of 0.5 ppm or more by using a catalyst in which alumina-magnesia is used as an inorganic oxide matrix and which is mixed with crystalline aluminosilicate is used. Proposed (JP-A 64-47449, JP-A 1-111446, 1-207138, 2-2)
73544 and 4-200641).
【0008】また、マトリックスとしてシリカ−アルミ
ナ、γ−アルミナ、ベーマイトなどを使用し、これと安
定化Y型ゼオライトを混合した触媒が提案されている
(特開昭58−163439号公報参照)。Further, a catalyst has been proposed in which silica-alumina, γ-alumina, boehmite or the like is used as a matrix, and this is mixed with a stabilized Y-type zeolite (see JP-A-58-163439).
【0009】さらに、マトリックス成分としてバイヤラ
イト、エータアルミナを含有させた触媒(特開平2−2
77548号公報参照)、結晶性カルシウムアルミネー
ト、結晶性カルシウムシリケートを無機酸化物マトリッ
クス中に分散させた触媒(特開平3−293037号、
同3−293038号公報参照)、燐の化合物で処理し
た金属酸化物を含有させた触媒(特開平4−20074
4号公報参照)を使用して、重質油の接触分解を行う方
法が提案されている。Furthermore, a catalyst containing bayerite and eta-alumina as matrix components (Japanese Patent Laid-Open No. 2-2
No. 77548), crystalline calcium aluminate, and a catalyst in which crystalline calcium silicate is dispersed in an inorganic oxide matrix (JP-A-3-293037).
JP-A-3-293038), a catalyst containing a metal oxide treated with a phosphorus compound (Japanese Patent Laid-Open No. 4-20074).
No. 4), a method for catalytically cracking heavy oil has been proposed.
【0010】加えて、触媒表面を希土類元素や、耐火性
金属酸化物で被覆して、接触分解に使用される供給原料
油中の汚染金属を補足する方法が提案されている(特開
平1−258742号、同4−310239号公報参
照)。In addition, a method has been proposed in which the surface of the catalyst is coated with a rare earth element or a refractory metal oxide to supplement the contaminating metal in the feedstock oil used for catalytic cracking (Japanese Patent Laid-Open No. 1-1999). 258742 and 4-310239).
【0011】しかし、マトリックス成分として、シリカ
−アルミナやγ−アルミナなどを使用した触媒を用い
て、重質炭化水素油を接触分解した場合、水素、コーク
の生成量が増加し、ガソリンやLCOといった望ましい
液状製品の収率が減少する傾向が見られるとともに、接
触分解装置を構成する触媒再生塔の負荷が過大になるな
ど、装置の運転を困難にするといった問題が生じること
もある。However, when a heavy hydrocarbon oil is catalytically cracked by using a catalyst using silica-alumina or γ-alumina as a matrix component, the amount of hydrogen and coke produced increases, such as gasoline and LCO. There is a tendency that the yield of the desired liquid product decreases, and there is a problem that the operation of the apparatus becomes difficult, such as an excessive load on the catalyst regeneration tower constituting the catalytic cracking apparatus.
【0012】また、触媒中に他の物質を添加したり、触
媒表面を被覆する場合、触媒の製造工程が増え、生産
量、コストの面から好ましくない。When another substance is added to the catalyst or the surface of the catalyst is coated, the number of steps for producing the catalyst increases, which is not preferable in terms of production amount and cost.
【0013】そこで、本発明者らは、先に、安定化Y型
ゼオライトに熱的負荷を加えることにより得られる特有
の物性を有する結晶性アルミノ珪酸塩と、無機酸化物マ
トリックスとからなる触媒が、炭化水素油、特に残渣油
の接触分解能に優れ、ガソリンや灯・軽油に相当する中
間留分(LCO)の収率を高めることができるととも
に、水素やコークの生成を効果的に抑制することができ
ることを見出し、種々の提案をしている(特開平4−5
9616号、同4−305248号、同5−17860
9号公報参照、以下、これらを「先提案」ということも
ある)。Therefore, the present inventors have previously proposed a catalyst comprising a crystalline aluminosilicate having a unique physical property obtained by applying a thermal load to the stabilized Y-type zeolite and an inorganic oxide matrix. Excellent contact resolution of hydrocarbon oils, especially residual oils, which can increase the yield of middle distillates (LCO) equivalent to gasoline, kerosene and light oil, and effectively suppress the production of hydrogen and coke. It has been found that it is possible to make various proposals (Japanese Patent Laid-Open No. 4-5).
9616, 4-305248 and 5-17860.
See Japanese Patent Publication No. 9, hereinafter, these may be referred to as "previous proposals").
【0014】本発明は、以上の事実を踏まえ、触媒が多
量のニッケルやバナジウムに汚染される状態において、
炭化水素油、特に残渣油を含む重質炭化水素油を接触分
解する際に、優れた効果を発揮し得る特定の触媒を使用
して、これらの炭化水素油を接触分解する方法を提供す
ることを目的とするものである。In view of the above facts, the present invention provides a method in which a catalyst is contaminated with a large amount of nickel or vanadium.
To provide a method for catalytically cracking a hydrocarbon oil, particularly a heavy hydrocarbon oil containing a residual oil, by using a specific catalyst capable of exerting an excellent effect when catalytically cracking the hydrocarbon oil. The purpose is.
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段および作用】本発明者ら
は、上記の目的を達するために鋭意検討を重ねた結果、
化学組成分析によるバルクのSiO2/Al2O3モル
比、ゼオライト骨格内のAlの全Alに対するモル比お
よび単位格子寸法において特有の値を示す結晶性アルミ
珪酸塩と、無機酸化物マトリックスとの混合物である接
触分解用触媒が、触媒汚染物質であるニッケルやバナジ
ウムを多量に含有する条件下で、重質炭化水素油の接触
分解を行ったところ、分解活性が高く、水素、コークの
生成が少なく、ガソリン留分、LCOなどの液状製品を
高収率で得ることができるとの知見を得、本発明を完成
するに至った。Means and Actions for Solving the Problems As a result of intensive investigations by the present inventors,
The crystalline SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio by chemical composition analysis, the molar ratio of Al in the zeolite skeleton to the total Al, and the crystalline aluminum silicate showing specific values in the unit cell size, and an inorganic oxide matrix. When catalytic cracking of a heavy hydrocarbon oil was carried out under conditions where the catalyst for catalytic cracking, which is a mixture, contained a large amount of nickel and vanadium, which are catalytic pollutants, the cracking activity was high, and hydrogen and coke were not produced. The present invention has been completed based on the finding that a small amount of liquid products such as gasoline fraction and LCO can be obtained in high yield.
【0016】すなわち、本発明は、ニッケル、バナジウ
ムの一方または双方を含む重質炭化水素油を接触分解す
る方法において、平衡触媒が平均して3000〜130
00ppmのニッケル、バナジウムの一方または双方に
より汚染される状態に際して、 化学組成分析によるバルクのSiO2/Al2O3モ
ル比が5.5〜6.9、 単位格子寸法が24.34〜24.46Å、 ゼオライト骨格内のAlの全Alに対するモル比が下
式(1)〜(3)による計算値で0.2〜0.4、 Y型ゼオライトの主要なX線回折パターンを有する結
晶性アルミノ珪酸塩と、無機酸化物マトリックスとから
なる触媒を使用することを特徴とする接触分解方法を要
旨とする。That is, the present invention is a method for catalytically cracking a heavy hydrocarbon oil containing one or both of nickel and vanadium.
In the state of being contaminated by one or both of nickel and vanadium of 00 ppm, the bulk SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio by chemical composition analysis is 5.5 to 6.9, and the unit cell size is 24.34 to 24. 46Å, the molar ratio of Al in the zeolite skeleton to the total Al is 0.2 to 0.4 as calculated by the following formulas (1) to (3), crystalline alumino having a main X-ray diffraction pattern of Y-type zeolite The gist is a catalytic cracking method characterized by using a catalyst composed of a silicate and an inorganic oxide matrix.
【0017】[0017]
【数2】 [Equation 2]
【0018】なお、上記した式(1)は、H.K.Be
yer et al.,J.Chem.Soc.,Fa
raday Trans.1,1985,(81),2
899に記載の式を採用したものである。The above equation (1) is based on H.264. K. Be
yer et al. J. Chem. Soc. , Fa
rayad Trans. 1,1985, (81), 2
The formula described in 899 is adopted.
【0019】また、本発明においては、上記の触媒とし
て、希土類金属、アルカリ土類金属からなる群より選ば
れる少なくとも1種の金属を、触媒を基準にして酸化物
として0.01〜5重量%含有するものを使用すること
をも特徴とする。Further, in the present invention, as the above-mentioned catalyst, at least one metal selected from the group consisting of rare earth metals and alkaline earth metals is used as an oxide in an amount of 0.01 to 5% by weight based on the catalyst. It is also characterized in that the one contained is used.
【0020】以下、本発明を具体的に説明する。先ず、
本発明の接触分解方法で使用される触媒に用いる結晶性
アルミノ珪酸塩を、詳細に説明する。The present invention will be specifically described below. First,
The crystalline aluminosilicate used for the catalyst used in the catalytic cracking method of the present invention will be described in detail.
【0021】本発明の接触分解方法において使用される
触媒は、結晶性アルミノ珪酸塩と無機酸化物マトリック
スとの混合物である。この結晶性アルミノ珪酸塩は、化
学組成分析によるバルクのSiO2/Al2O3モル比
が5.5〜6.9で、単位格子寸法が24.34〜2
4.46Åで、ゼオライト骨格内のAlの全Alに対す
るモル比が0.2〜0.4であり、かつY型ゼオライト
の主要なX線回折パターンを有するものである。なお、
この結晶性アルミノ珪酸塩は、強熱重量減少率が0.5
〜20重量%であることが好ましい。The catalyst used in the catalytic cracking process of the present invention is a mixture of crystalline aluminosilicate and an inorganic oxide matrix. This crystalline aluminosilicate has a bulk SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of 5.5 to 6.9 and a unit cell size of 24.34 to 2 by chemical composition analysis.
The ratio is 4.46Å, the molar ratio of Al in the zeolite skeleton to the total Al is 0.2 to 0.4, and the main X-ray diffraction pattern of Y-type zeolite is obtained. In addition,
This crystalline aluminosilicate has an ignition weight loss rate of 0.5.
It is preferably ˜20% by weight.
【0022】上記の特性を有する結晶性アルミノ珪酸塩
としては、Y型ゼオライト、あるいは通常のY型ゼオラ
イトを種々の方法で脱アルミニウムすることによって得
られる超安定Y型ゼオライトや安定化Y型ゼオライト
に、熱的負荷をかけて得られるゼオライトなどが挙げら
れるが、特に安定化Y型ゼオライトに熱的負荷をかけて
得られるゼオライトが好ましい。Examples of the crystalline aluminosilicate having the above-mentioned properties include Y-type zeolite, and ultra-stable Y-type zeolite and stabilized Y-type zeolite obtained by dealumination of ordinary Y-type zeolite by various methods. Examples of the zeolite include a zeolite obtained by applying a thermal load, and a zeolite obtained by applying a thermal load to a stabilized Y-type zeolite is particularly preferable.
【0023】この安定化Y型ゼオライトに熱的負荷をか
ける場合の一例について、詳細に説明する。安定化Y型
ゼオライトは、SiO2/Al2O3モル比が5.5〜
6.9、単位格子寸法が約24.50〜24.69Åで
ある。An example of applying a thermal load to the stabilized Y zeolite will be described in detail. The stabilized Y-type zeolite has a SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio of 5.5 to
6.9, the unit cell size is about 24.50 to 24.69Å.
【0024】熱的負荷は、約400〜1200℃で、約
5〜300分間行えばよい。温度が低すぎたり、焼成時
間が短すぎると、上記した所定の特性を有する結晶性ア
ルミノ珪酸塩が得られず、逆に高すぎたり、焼成時間が
長すぎると、やはり上記した所定の特性を有する結晶性
アルミノ珪酸塩が得られない。The thermal load may be applied at about 400 to 1200 ° C. for about 5 to 300 minutes. If the temperature is too low or the firing time is too short, a crystalline aluminosilicate having the above-mentioned predetermined properties cannot be obtained. Conversely, if the temperature is too high or the firing time is too long, the above-mentioned predetermined properties will not be obtained. The crystalline aluminosilicate possessed cannot be obtained.
【0025】熱的負荷は、電気炉または焼成炉内で、空
気または窒素雰囲気下または水蒸気雰囲気下で与えれば
よい。なお、適当な湿度は、脱アルミを起こし易くする
ため、上記温度範囲内の低温度でも、上記した所定の特
性を有する結晶性アルミノ珪酸塩を得ることができる。The thermal load may be applied in an electric furnace or a firing furnace under an air or nitrogen atmosphere or under a steam atmosphere. It should be noted that suitable humidity facilitates dealumination, so that a crystalline aluminosilicate having the above-described predetermined characteristics can be obtained even at a low temperature within the above temperature range.
【0026】熱的負荷を与えるに際し、原料である安定
化Y型ゼオライトは、上記温度到達後の焼成炉内に入れ
てもよいし、あるいは安定化Y型ゼオライトを焼成炉内
に置いた後、室温から徐々に昇温して所定温度に到達さ
せてもよい。When applying a thermal load, the stabilized Y-type zeolite as a raw material may be placed in the calcining furnace after reaching the above temperature, or after the stabilized Y-type zeolite is placed in the calcining furnace, The temperature may be gradually raised from room temperature to reach the predetermined temperature.
【0027】結晶性アルミノ珪酸塩は、上記のような熱
的負荷によって得ることができ、下記のような所定の特
性するものである。すなわち、化学組成分析によるバル
クのSiO2/Al2O3モル比が、5.5〜6.9で
ある。The crystalline aluminosilicate can be obtained by the thermal load as described above and has the following predetermined characteristics. That, SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio in the bulk by chemical composition analysis is a 5.5 to 6.9.
【0028】また、単位格子寸法は、24.34〜2
4.46Å、好ましくは24.36〜24.44Å、さ
らに好ましくは24.36〜24.41Åである。この
単位格子寸法の測定は、ASTM D−3942/85
に準拠し、X線回折のピークを用いて計算することがで
きる。The unit cell size is 24.34-2.
It is 4.46Å, preferably 24.36 to 24.44Å, more preferably 24.36 to 24.41Å. This unit cell size measurement is according to ASTM D-3942 / 85.
It can be calculated using the peak of X-ray diffraction.
【0029】そして、全Alに対するゼオライト骨格内
Alのモル比は、上記した数2の式(1)〜(3)を使
用し、上記化学組成分析によるSiO2/Al2O3モ
ル比および単位格子寸法から算出された値で、0.2〜
0.4、好ましくは0.25〜0.35、さらに好まし
くは0.25〜0.30である(前出のH.K.Bey
er et al.,J.Chem.Soc.,Far
aday Trans.1,1985,(81),28
99参照)。なお、全Alに対するゼオライト骨格内の
Alのモル比は、他の式によっても算出できるが、他の
式を使用する場合は、上記の値にはならない。The molar ratio of Al in the zeolite skeleton to the total Al is calculated using the above formulas (1) to (3), and the SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio and unit are determined by the above chemical composition analysis. A value calculated from the grid size, 0.2 to
0.4, preferably 0.25 to 0.35, and more preferably 0.25 to 0.30 (the above-mentioned H. K. Bey.
er et al. J. Chem. Soc. , Far
day Trans. 1,1985, (81), 28
99). The molar ratio of Al in the zeolite skeleton to the total Al can be calculated by other formulas, but when other formulas are used, the above values are not obtained.
【0030】バルクのSiO2/Al2O3モル比が同
一の場合、全Alに対するゼオライト骨格内のAlのモ
ル比が大きすぎると、ニッケルやバナジウムの影響を受
け易く、金属汚染による活性低下が見られる。また、こ
のモル比が小さすぎると、金属汚染の影響は少ないもの
の、触媒活性は低くなる傾向にある。When the bulk SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio is the same, if the molar ratio of Al in the zeolite skeleton to the total Al is too large, it is easily affected by nickel and vanadium, and the activity is reduced due to metal contamination. Can be seen. On the other hand, if this molar ratio is too small, the catalytic activity tends to be low although the influence of metal contamination is small.
【0031】一方、単位格子寸法がほぼ同一の場合、化
学分析によるバルクのSiO2/Al2O3モル比が大
きすぎると、ニッケルやバナジウムの金属汚染による活
性低下が起こり、このモル比が小さすぎると、触媒活性
が低くなる傾向を示す。On the other hand, when the unit cell size is almost the same, if the bulk SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio measured by chemical analysis is too large, the activity is lowered due to metal contamination of nickel or vanadium, and this molar ratio is small. If it is too much, the catalytic activity tends to decrease.
【0032】この理由は、必ずしも明らかではないが、
バルクのSiO2/Al2O3モル比で示される結晶性
アルミノ珪酸塩全体に占める全Alの量と、骨格内Al
/全Alのモル比で示される骨格内Alの量の比率(換
言すれば、骨格外Al比率)が、触媒活性とともに耐メ
タル性にも関係し、骨格外Al量が多くなれば、メタル
耐性には良いものの、骨格外Alが過多に存在する結晶
性アルミノ珪酸塩を用いた触媒では、接触分解の主な活
性種である結晶性アルミノ珪酸塩自体の活性低下を引き
起こすものと考えられる。The reason for this is not clear, but
Amount of total Al in the entire crystalline aluminosilicate represented by bulk SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio and Al in the skeleton
The ratio of the amount of Al in the skeleton (in other words, the ratio of Al outside the skeleton) represented by the molar ratio of / total Al is related to the metal resistance as well as the catalytic activity. If the amount of Al outside the skeleton increases, the metal resistance increases. However, it is considered that a catalyst using a crystalline aluminosilicate having a large amount of extra-framework Al causes a decrease in the activity of the crystalline aluminosilicate itself, which is the main active species of catalytic decomposition.
【0033】さらに、強熱重量減少率は、約0.5〜2
0重量%、好ましくは約1〜10重量%、さらに好まし
くは約1.5〜8重量%である。この強熱重量減少率
は、数3に示す式により求められる。Further, the ignition weight reduction rate is about 0.5-2.
It is 0% by weight, preferably about 1-10% by weight, more preferably about 1.5-8% by weight. This ignition weight reduction rate is obtained by the formula shown in Formula 3.
【0034】[0034]
【数3】 [Equation 3]
【0035】この値が大きすぎると、上記結晶性アルミ
ノ珪酸塩が水を保持し易くなり、水熱安定性が低下して
しまい、結果として本発明の接触分解方法において充分
な分解活性が得られないという問題が生じる。If this value is too large, the crystalline aluminosilicate tends to retain water, resulting in a decrease in hydrothermal stability, resulting in sufficient decomposition activity in the catalytic decomposition method of the present invention. There is a problem that there is no.
【0036】以上のような特性を有し、本発明で使用す
る結晶性アルミノ珪酸塩は、前述したように、代表的に
は安定化Y型ゼオライトに一定の熱的負荷をかけること
により得られるが、その大きな特徴は、単位格子寸法
が、約24.34〜24.46Åであって、安定化Y型
ゼオライトの約24.50〜24.69Åと比べて、小
さくなっていること、全Alに対するゼオライト骨格内
Alのモル比が約0.2〜0.4であることが挙げられ
る。なお、以上の結晶性アルミノ珪酸塩の特性を表1に
まとめて示す。The crystalline aluminosilicate having the above-mentioned properties and used in the present invention is typically obtained by subjecting the stabilized Y-type zeolite to a constant thermal load, as described above. However, the major feature is that the unit cell size is about 24.34 to 24.46Å, which is smaller than about 24.50 to 24.69Å of stabilized Y zeolite, and the total Al The molar ratio of Al in the zeolite skeleton with respect to is about 0.2 to 0.4. The properties of the above crystalline aluminosilicates are summarized in Table 1.
【0037】[0037]
【表1】 [Table 1]
【0038】また、本発明で使用する結晶性アルミノ珪
酸塩は、実質上、図1に示すX線回折パターンを有す
る。図1中、1、2および3は、最も強い回折を示す格
子面間隔(d)のピークであり、それぞれ14.1±
0、2Å、5.61±0.1Åおよび3.72±0.1
Åである。そして、図1のX線回折図は、代表例として
は表2のような値を有する。The crystalline aluminosilicate used in the present invention has substantially the X-ray diffraction pattern shown in FIG. In FIG. 1, 1, 2 and 3 are peaks of the lattice spacing (d) showing the strongest diffraction, and are 14.1 ±
0, 2Å, 5.61 ± 0.1Å and 3.72 ± 0.1
It is Å. Then, the X-ray diffraction diagram of FIG. 1 has values as shown in Table 2 as a typical example.
【0039】[0039]
【表2】 [Table 2]
【0040】さらに、本発明で使用する結晶性アルミノ
珪酸塩は、アルカリ金属の含有量が、酸化物換算で約
0.02〜2重量%、好ましくは約0.05〜1重量%
のものが好適である。アルカリ金属の含有量が酸化物換
算で約0.02重量%を下回ると、結晶構造の崩壊が起
き易くなることがある。逆に、アルカリ金属が多量に存
在すると、本発明で使用する結晶性アルミノ珪酸塩を用
いた触媒の分解活性を低下させることがあるとともに、
ニッケルやバナジウムが触媒に付着した場合に、活性劣
化し易くなると言う問題も生じる。Further, the crystalline aluminosilicate used in the present invention has an alkali metal content of about 0.02 to 2% by weight, preferably about 0.05 to 1% by weight in terms of oxide.
Are preferred. When the content of the alkali metal is less than about 0.02% by weight in terms of oxide, the crystal structure may easily collapse. On the contrary, when a large amount of alkali metal is present, the decomposition activity of the catalyst using the crystalline aluminosilicate used in the present invention may be lowered, and
When nickel or vanadium adheres to the catalyst, there is a problem that the activity tends to deteriorate.
【0041】次に、触媒に用いる無機酸化物マトリック
スを詳細に説明する。本発明で使用する無機酸化物マト
リックスは、例えば、シリカ、アルミナ、ボリア、クロ
ミア、マグネシア、ジルコニア、チタニア、シリカ−ア
ルミナ、シリカ−マグネシア、シリカ−ジルコニア、ク
ロミア−アルミナ、チタニア−アルミナ、チタニア−シ
リカ、チタニア−ジルコニア、アルミナ−ジルコニアな
ど、あるいはこれらの混合物であり、粒子同士の結合剤
として作用する通常の接触分解用触媒に使用されるもの
である。Next, the inorganic oxide matrix used for the catalyst will be described in detail. The inorganic oxide matrix used in the present invention includes, for example, silica, alumina, boria, chromia, magnesia, zirconia, titania, silica-alumina, silica-magnesia, silica-zirconia, chromia-alumina, titania-alumina, titania-silica. , Titania-zirconia, alumina-zirconia, etc., or a mixture thereof, which is used for a usual catalytic cracking catalyst that acts as a binder between particles.
【0042】このようなマトリックス成分には、さら
に、カオリン、モンモリロナイト、ハロイサイト、ベン
トナイト、アタパルガイトなどの少なくとも1種の粘土
鉱物を含有することもできる。The matrix component may further contain at least one clay mineral such as kaolin, montmorillonite, halloysite, bentonite and attapulgite.
【0043】なお、無機酸化物の使用に際しては、その
種類によっては、例えば、アルミナでは、水素、コーク
の生成量が増加するなどの影響が考えられるため、使用
目的にあったものを選択することが必要である。When the inorganic oxide is used, depending on the type, for example, alumina may have an effect such as an increase in the amount of hydrogen and coke produced. Therefore, select the one suitable for the purpose of use. is necessary.
【0044】そして、本発明で使用する触媒の製造方法
を詳細に説明する。触媒は、無機酸化物マトリックスと
して、例えば、シリカ−アルミナヒドロゲル、シリカゾ
ル、アルミナゾルなどの水性スラリーを用い、それに上
述の結晶性アルミノ珪酸塩を加え、よく攪拌混合した
後、得られる混合物スラリーを噴霧乾燥することによっ
て製造することができる。The method for producing the catalyst used in the present invention will be described in detail. As the catalyst, for example, an aqueous slurry of silica-alumina hydrogel, silica sol, alumina sol or the like is used as an inorganic oxide matrix, the above-described crystalline aluminosilicate is added thereto, and the mixture is thoroughly stirred and mixed, and the resulting mixture slurry is spray-dried. Can be manufactured.
【0045】この製造において、混合された触媒中の結
晶性アルミノ珪酸塩が、約10〜50重量%、好ましく
は約15〜45重量%、無機酸化物マトリックスが、約
50〜90重量%、好ましくは約55〜85重量%の割
合になるように、これら結晶性アルミノ珪酸塩と無機酸
化物マトリックスとの所定量を混合する。結晶性アルミ
ノ珪酸塩が約10重量%未満であれば、本発明において
必要な分解活性が得られず、逆に約50重量%より多い
と、相対的に無機酸化物マトリックスの量が少なくなり
すぎて、触媒の強度が低下し、触媒の飛散、生成油中へ
の混入といったような装置の運転に支障を来すなどの問
題が生じる。In this preparation, the crystalline aluminosilicate in the mixed catalyst is about 10 to 50% by weight, preferably about 15 to 45% by weight, and the inorganic oxide matrix is about 50 to 90% by weight, preferably Of the crystalline aluminosilicate and the inorganic oxide matrix are mixed in an amount of about 55 to 85% by weight. If the amount of crystalline aluminosilicate is less than about 10% by weight, the decomposition activity required in the present invention cannot be obtained. On the contrary, if it is more than about 50% by weight, the amount of the inorganic oxide matrix becomes relatively too small. As a result, the strength of the catalyst is lowered, and problems such as scattering of the catalyst and mixing of the produced oil with the operation of the apparatus occur.
【0046】さらに、本発明で使用する触媒中の希土類
金属、アルカリ土類金属の含有について、詳細に説明す
る。上記の触媒として、希土類金属、アルカリ土類金属
よりなる群から選ばれる少なくとも1種の金属を含有す
るものを使用することも、本発明の1つの特徴である。Further, the inclusion of rare earth metal and alkaline earth metal in the catalyst used in the present invention will be described in detail. It is also one of the features of the present invention that the catalyst containing at least one metal selected from the group consisting of rare earth metals and alkaline earth metals is used as the catalyst.
【0047】希土類金属としては、スカンジウム、イッ
トリウム、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジ
ム、サマリウム、ガドリニウムなどが使用され、これら
は単独で、あるいは2以上の混合物として使用される。As the rare earth metal, scandium, yttrium, lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, samarium, gadolinium, etc. are used, and these are used alone or as a mixture of two or more.
【0048】アルカリ土類金属としては、ベリリウム、
マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウ
ム、ラジウムが使用され、これらは単独で、あるいは2
以上の混合物として使用され、好ましくはマグネシウ
ム、カルシウムの単独あるいは混合物である。As the alkaline earth metal, beryllium,
Magnesium, calcium, strontium, barium and radium are used, either alone or in 2
It is used as the above mixture and is preferably magnesium or calcium alone or as a mixture.
【0049】これらの、希土類元素の少なくとも1種
と、アルカリ土類金属の少なくとも1種とを混合して使
用することもできるが、好ましくは希土類元素である。At least one kind of these rare earth elements and at least one kind of alkaline earth metal can be mixed and used, but the rare earth element is preferable.
【0050】上記の希土類金属、アルカリ土類金属の上
記の触媒への含有形態としては、該触媒の一方の構成成
分である結晶性アルミノ珪酸塩の一部または全部をこれ
らの金属でイオン交換するか、もしくは結晶性アルミノ
珪酸塩にこれらの金属を担持するかした、いわゆる金属
修飾型結晶性アルミノ珪酸塩とするか、あるいは上記の
触媒自体をこれらの金属でイオン交換するか、もしくは
触媒にこれらの金属を担持する態様が採用される。As a mode of containing the above-mentioned rare earth metal or alkaline earth metal in the above catalyst, a part or all of the crystalline aluminosilicate, which is one of the constituents of the catalyst, is ion-exchanged with these metals. Or a so-called metal-modified crystalline aluminosilicate in which these metals are supported on a crystalline aluminosilicate, or the above catalyst itself is ion-exchanged with these metals, or The mode of carrying the metal of is adopted.
【0051】結晶性アルミナ珪酸塩あるいは触媒を上記
の金属でイオン交換する場合、また結晶性アルミノ珪酸
塩あるいは触媒に上記の金属を担持させる場合は、従来
公知の方法により行うことができる。When the crystalline alumina silicate or the catalyst is ion-exchanged with the above metal, or when the crystalline aluminosilicate or the catalyst is loaded with the above metal, a conventionally known method can be used.
【0052】例えば、イオン交換、担持、いずれの場合
も、希土類金属、アルカリ土類金属の塩化物、硝酸塩、
硫酸塩、酢酸塩などの化合物の1種以上を含有する水溶
液を、結晶性アルミノ珪酸塩あるいは触媒に含浸させる
か、あるいはこれらの水溶液中にこれらを浸漬し、さら
に必要に応じて加熱することにより行うことができる。For example, in any case of ion exchange and loading, chlorides of rare earth metals and alkaline earth metals, nitrates,
By impregnating the crystalline aluminosilicate or the catalyst with an aqueous solution containing one or more compounds such as sulfates and acetates, or by immersing them in these aqueous solutions and heating them if necessary. It can be carried out.
【0053】イオン交換、担持、いずれの場合も、上記
の金属量は、結晶性アルミノ珪酸塩と無機酸化物マトリ
ックスとの混合体触媒基準で、酸化物として約0.01
〜5重量%、好ましくは約0.05〜4重量%、さらに
好ましくは約0.1〜3重量%である。上記の金属のイ
オン交換あるいは担持により、高い分解活性を得ること
ができるが、金属量が少なすぎるとこの効果は現れず、
多すぎてもこの効果はそれほど向上しない。In both cases of ion exchange and loading, the above-mentioned amount of metal is about 0.01 as an oxide based on the mixed catalyst of crystalline aluminosilicate and inorganic oxide matrix.
%, Preferably about 0.05 to 4% by weight, more preferably about 0.1 to 3% by weight. By ion exchange or loading of the above metal, a high decomposition activity can be obtained, but if the amount of metal is too small, this effect does not appear,
If too much, this effect does not improve so much.
【0054】加えて、本発明の接触分解方法に関して、
詳細に説明する。本発明の接触分解方法で分解される重
質炭化水素油とは、原油の常圧あるいは減圧蒸留で得ら
れる軽油留分、常圧蒸留残渣油、減圧蒸留残渣油、直脱
生成油、あるいはこれらの混合油を意味し、もちろん、
コーカー軽油、溶剤脱瀝油、溶剤脱瀝アスファルト、タ
ールサンド油、シェールオイル、石炭液化油をも包含す
る。しかも、金属汚染物質として、ニッケル、バナジウ
ムの一方または双方を0.5ppm以上含有している。
特に、ニッケルやバナジウムを多量に含有する残渣油や
直脱生成油などを、全量または一部混合した重質炭化水
素油も含まれる。In addition, regarding the catalytic decomposition method of the present invention,
The details will be described. The heavy hydrocarbon oil cracked by the catalytic cracking method of the present invention means a light oil fraction obtained by atmospheric distillation or vacuum distillation of crude oil, atmospheric distillation residual oil, vacuum distillation residual oil, direct degenerated oil, or these. Of mixed oil, of course,
It also includes coker gas oil, solvent deasphalted oil, solvent deasphalted asphalt, tar sand oil, shale oil, and coal liquefied oil. Moreover, one or both of nickel and vanadium are contained as metal contaminants in an amount of 0.5 ppm or more.
In particular, a heavy hydrocarbon oil in which the residual oil containing a large amount of nickel or vanadium, the directly degenerated oil, or the like is mixed in whole or in part is also included.
【0055】商業的規模での接触分解は、通常、垂直に
据え付けられたクラッキング反応器と、触媒再生器(リ
ジェネレーター)との2種の容器からなる接触分解装置
に、上記した触媒を連続的に循環させて行われる。リジ
ェネレーターから出で来る熱い再生触媒は、分解される
重質炭化水素油と混合されて、クラッキング反応器内を
上方に導かれる。クラッキング反応器内での反応によ
り、一般にコークと呼ばれる炭素質が触媒上に析出し、
触媒は失活した状態となるが、この触媒は分解生成物か
ら分離されて、ストリッピングの後、リジェネレーター
に移される。リジェネレーターに移された使用済みの触
媒は、触媒上のコークが空気焼成によって除去されるこ
とで再生され、再びクラッキング反応器に循環されて再
使用される。Catalytic cracking on a commercial scale is usually carried out by continuously catalytically cracking the above-described catalyst in a catalytic cracking apparatus consisting of two vessels, a vertically installed cracking reactor and a catalyst regenerator. It is circulated in. The hot regenerated catalyst coming out of the regenerator is mixed with the heavy hydrocarbon oil to be cracked and guided upward in the cracking reactor. Due to the reaction in the cracking reactor, carbonaceous material generally called coke is deposited on the catalyst,
Although the catalyst is in a deactivated state, the catalyst is separated from the decomposition products, stripped, and transferred to a regenerator. The spent catalyst transferred to the regenerator is regenerated by removing the coke on the catalyst by air calcination, and is recycled to the cracking reactor for reuse.
【0056】ニッケルやバナジウムを含む重質炭化水素
油を接触分解する場合は、触媒がニッケルやバナジウム
に汚染され、触媒活性が低下するため、通常、コークを
空気焼成した再生触媒、すなわち平衡触媒を一部抜き出
し、補充として新触媒が供給される。When a heavy hydrocarbon oil containing nickel or vanadium is catalytically cracked, the catalyst is contaminated with nickel or vanadium and the catalytic activity is lowered. Therefore, a regenerated catalyst obtained by air-calcining coke, that is, an equilibrium catalyst is usually used. A part of it is extracted and new catalyst is supplied as a supplement.
【0057】平衡触媒上に付着するニッケルやバナジウ
ムの量は、重質炭化水素油中のニッケルやバナジウムの
量、および新触媒の供給量に関係し、重質炭化水素油中
のニッケル、バナジウムの量が多い程、また新触媒の供
給量が少ない程、平衡触媒上のニッケルやバナジウムの
量が多くなる。この関係については、社団法人石油学会
発行“ペトロテック”第5巻、第1号(1982年)
p.82〜83に詳細に記載されている。The amount of nickel or vanadium deposited on the equilibrium catalyst is related to the amount of nickel or vanadium in the heavy hydrocarbon oil and the supply amount of the new catalyst. The larger the amount and the smaller the amount of new catalyst supplied, the larger the amount of nickel and vanadium on the equilibrium catalyst. Regarding this relationship, Vol. 5, No. 1, "Petrotech" published by Japan Petroleum Institute (1982)
p. 82-83.
【0058】一方、分解生成物は、ドライガス、LP
G、ガソリン留分、および例えば軽質サイクル油(LC
O)、重質サイクル油(HCO)あるいはスラリー油の
ような1種以上の重質留分に分離される。もちろん、こ
れらの重質留分を、クラッキング反応器に再循環させる
ことによって、分解反応をより進めることも可能であ
る。On the other hand, the decomposition products are dry gas and LP.
G, gasoline fraction, and, for example, light cycle oil (LC
O), heavy cycle oil (HCO) or slurry oil and separated into one or more heavy fractions. Of course, it is also possible to further promote the cracking reaction by recycling these heavy fractions to the cracking reactor.
【0059】上記の接触分解装置の運転条件は、特に限
定されないが、例えば、反応温度が約450〜570
℃、好ましくは約470〜550℃、反応圧力が約常圧
〜5kg/cm2、触媒/原料重質炭化水素油の重量比
が約2〜20重量部/重量部、好ましくは約4〜15重
量部/重量部、接触時間が約0.3〜6秒、触媒再生温
度が約550〜850℃である。The operating conditions of the above catalytic cracking apparatus are not particularly limited, but for example, the reaction temperature is about 450 to 570.
° C., preferably from about four hundred and seventy to five hundred fifty ° C., a reaction pressure of about atmospheric pressure ~5kg / cm 2, the catalyst / feedstock heavy weight ratio of the hydrocarbon oil from about 2 to 20 parts by weight / parts by weight, preferably about 4 to 15 Weight part / weight part, contact time is about 0.3 to 6 seconds, and catalyst regeneration temperature is about 550 to 850 ° C.
【0060】本発明の接触分解方法では、前述した特定
の物性を有する結晶性アルミノ珪酸塩と無機酸化物マト
リックスとからなる接触分解触媒を用いた場合に、重質
炭化水素油に含まれるニッケルやバナジウムにより、平
衡触媒が、これらの金属の合計量で、約3000〜13
000ppm、好ましくは約3000〜10000pp
m汚染された状態において、分解性能の低下を抑制し、
水素、コークの低減、すなわち望ましい液状製品の収率
を高める効果が現れる。ニッケルやバナジウムによる汚
染が約3000ppmを下回る場合には、これらの効果
が少ないが、約3000ppmを上回る場合には、汚染
量の増大とともに分解性能低下の抑制や、水素、コーク
の低減効果が顕著となり、これらの効果は、ニッケルや
バナジウムによる汚染が約13000ppm、好ましく
は約10000ppmになるまで良好に表れる。In the catalytic cracking method of the present invention, when a catalytic cracking catalyst composed of the crystalline aluminosilicate having the above-mentioned specific physical properties and the inorganic oxide matrix is used, nickel or nickel contained in the heavy hydrocarbon oil can be used. Due to vanadium, the equilibrium catalyst is about 3000 to 13 in total amount of these metals.
000 ppm, preferably about 3000-10000 pp
m Deterioration performance is suppressed in a contaminated state,
The effect is to reduce hydrogen and coke, ie to increase the yield of the desired liquid product. If the pollution by nickel or vanadium is less than about 3000 ppm, these effects are small, but if it exceeds about 3000 ppm, the effect of suppressing the decomposition performance deterioration and the reduction effect of hydrogen and coke become remarkable as the pollution amount increases. However, these effects are satisfactorily exhibited until the contamination with nickel or vanadium reaches about 13000 ppm, preferably about 10000 ppm.
【0061】[0061]
〔結晶性アルミノ珪酸塩の製造例〕 実施例1 SiO2/Al2O3モル比が6.0、単位格子寸法が
24.62Å、アルカリ金属含有量が酸化物換算で0.
6重量%の安定化Y型ゼオライトを、電気炉で、空気雰
囲気下、常圧下、750℃で、20分間焼成して、結晶
性アルミノ珪酸塩(以下、HZ−1)を製造した。この
HZ−1を分析したところ、Y型ゼオライトの主要なX
線回折パターンを示し、かつ表3の物性を有していた。[Production Example of Crystalline Aluminosilicate] Example 1 SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio was 6.0, unit cell size was 24.62Å, and alkali metal content was 0.
6 wt% of stabilized Y-type zeolite was calcined in an electric furnace at 750 ° C. for 20 minutes under atmospheric pressure and atmospheric pressure to produce crystalline aluminosilicate (hereinafter, HZ-1). When this HZ-1 was analyzed, the major X of Y-type zeolite
It showed a line diffraction pattern and had the physical properties shown in Table 3.
【0062】[0062]
【表3】 [Table 3]
【0063】実施例2 実施例1で使用したものと同じ安定化Y型ゼオライト
を、焼成温度を850℃とする以外は、実施例1と同様
に焼成して、結晶性アルミノ珪酸塩(以下、HZ−2)
を製造した。このHZ−2を分析したところ、Y型ゼオ
ライトの主要なX線回折パターンを示し、かつ表4の物
性を有していた。Example 2 The same stabilized Y-type zeolite as that used in Example 1 was calcined in the same manner as in Example 1 except that the calcining temperature was 850 ° C. to give a crystalline aluminosilicate (hereinafter, HZ-2)
Was manufactured. When this HZ-2 was analyzed, it showed the main X-ray diffraction pattern of Y-type zeolite and had the physical properties shown in Table 4.
【0064】[0064]
【表4】 [Table 4]
【0065】実施例3 実施例1で使用したものと同じ安定化Y型ゼオライト
を、焼成温度を650℃とする以外は、実施例1と同様
に焼成して、結晶性アルミノ珪酸塩(以下、HZ−3)
を製造した。このHZ−3を分析したところ、Y型ゼオ
ライトの主要なX線回折パターンを示し、かつ表5の物
性を有していた。Example 3 The same stabilized Y-type zeolite as that used in Example 1 was calcined in the same manner as in Example 1 except that the calcining temperature was 650 ° C. to give a crystalline aluminosilicate (hereinafter HZ-3)
Was manufactured. When this HZ-3 was analyzed, it showed a main X-ray diffraction pattern of Y-type zeolite and had the physical properties shown in Table 5.
【0066】[0066]
【表5】 [Table 5]
【0067】比較例1 実施例1で使用したものと同じ安定化Y型ゼオライト
を、焼成温度を540℃とする以外は、実施例1と同様
に焼成して、結晶性アルミノ珪酸塩(以下、HZ−4)
を製造した。このHZ−4を分析したところ、Y型ゼオ
ライトの主要なX線回折パターンを示し、かつ表6の物
性を有していた。Comparative Example 1 The same stabilized Y-type zeolite as that used in Example 1 was calcined in the same manner as in Example 1 except that the calcining temperature was 540 ° C., and a crystalline aluminosilicate (hereinafter, HZ-4)
Was manufactured. When this HZ-4 was analyzed, it showed the main X-ray diffraction pattern of Y-type zeolite and had the physical properties shown in Table 6.
【0068】[0068]
【表6】 [Table 6]
【0069】比較例2 SiO2/Al2O3モル比が5.3、単位格子寸法が
24.68Å、アルカリ金属含有量が酸化物換算で0.
7重量%の安定化Y型ゼオライトを、焼成温度を700
℃とする以外は、実施例1と同様に焼成して、結晶性ア
ルミノ珪酸塩(以下、HZ−5)を製造した。このHZ
−5を分析したところ、Y型ゼオライトの主要なX線回
折パターンを示し、かつ表7の物性を有していた。Comparative Example 2 SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio was 5.3, unit cell size was 24.68Å, and alkali metal content was 0.
7% by weight of stabilized Y-type zeolite with a calcination temperature of 700
A crystalline aluminosilicate (hereinafter, HZ-5) was produced by firing in the same manner as in Example 1 except that the temperature was set to be ° C. This HZ
When -5 was analyzed, it showed the main X-ray diffraction pattern of Y-type zeolite and had the physical properties shown in Table 7.
【0070】[0070]
【表7】 [Table 7]
【0071】比較例3 SiO2/Al2O3モル比が7.4、単位格子寸法が
24.59Å、アルカリ金属含有量が酸化物換算で0.
4重量%の安定化Y型ゼオライトを、焼成温度を800
℃とする以外は、実施例1と同様に焼成して、結晶性ア
ルミノ珪酸塩(以下、HZ−6)を製造した。このHZ
−6を分析したところ、Y型ゼオライトの主要なX線回
折パターンを示し、かつ表8の物性を有していた。Comparative Example 3 The SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio was 7.4, the unit cell size was 24.59Å, and the alkali metal content was 0.
4% by weight of stabilized Y-type zeolite with a calcination temperature of 800
A crystalline aluminosilicate (hereinafter referred to as HZ-6) was manufactured by firing in the same manner as in Example 1 except that the temperature was set to be ° C. This HZ
When -6 was analyzed, it showed the main X-ray diffraction pattern of Y-type zeolite and had the physical properties shown in Table 8.
【0072】[0072]
【表8】 [Table 8]
【0073】〔触媒の調製例〕 実施例4 水2315gと濃度30重量%のシリカゾル2335g
とを攪拌混合し、これに硫酸を加えてpHを1.8とし
た後、カオリンを乾燥基準で1681g、実施例1で得
たHZ−1を乾燥基準で1121gおよび水を4000
g加えてさらに攪拌混合した。得られた混合物をスプレ
ードライヤーで乾燥微粒化し、25リットル(以下、
L)の蒸留水にて洗浄した。洗浄後の乾燥微粒化物を、
115℃で、16時間、空気中にて乾燥し、本発明で使
用する触媒(以下、触媒A)を得た。[Preparation Example of Catalyst] Example 4 2315 g of water and 2335 g of silica sol having a concentration of 30% by weight
And were mixed by stirring, and sulfuric acid was added thereto to adjust the pH to 1.8. Kaolin was then dried on a dry basis of 1681 g, and HZ-1 obtained in Example 1 was dried on a dry basis of 1121 g and water of 4000.
g and further mixed with stirring. The obtained mixture was dried and atomized with a spray dryer, and 25 liters (hereinafter,
It was washed with distilled water of L). The dried finely granulated product after washing,
It was dried in air at 115 ° C. for 16 hours to obtain a catalyst used in the present invention (hereinafter referred to as catalyst A).
【0074】実施例5 HZ−1に代えて実施例2で得たHZ−2を用いる以外
は、実施例4と同様にして、本発明で使用する触媒(以
下、触媒B)を得た。Example 5 A catalyst used in the present invention (hereinafter referred to as catalyst B) was obtained in the same manner as in Example 4 except that HZ-2 obtained in Example 2 was used instead of HZ-1.
【0075】実施例6 HZ−1に代えて実施例3で得たHZ−3を用いる以外
は、実施例4と同様にして、本発明で使用する触媒(以
下、触媒C)を得た。Example 6 A catalyst used in the present invention (hereinafter referred to as catalyst C) was obtained in the same manner as in Example 4 except that HZ-3 obtained in Example 3 was used instead of HZ-1.
【0076】実施例7 実施例4と同様にして得たスプレードライヤー後の乾燥
微粒化物を触媒前駆体とし、この前駆体の全量を、10
0ミリリットル(以下、mL)当たり10gの希土類塩
化物を含有する希土類塩化物水溶液30Lを用いて、イ
オン交換を行った。希土類塩化物は、表9の組成を有す
るものを使用した(以下、希土類塩化物はこの組成のも
のを使用した)。イオン交換は、90℃に加温した上記
の水溶液中に30分間浸漬することにより行った。浸漬
後、濾過し、水洗し、次いで115℃で、16時間、空
気中にて乾燥し、本発明で使用する触媒(以下、触媒
D)を得た。この触媒D中の希土類金属含有量は、酸化
物として触媒基準で1.43重量%であった。Example 7 The dried finely-divided product after the spray dryer obtained in the same manner as in Example 4 was used as a catalyst precursor, and the total amount of this precursor was 10
Ion exchange was performed using 30 L of an aqueous rare earth chloride solution containing 10 g of rare earth chloride per 0 ml (hereinafter, mL). As the rare earth chloride, one having the composition shown in Table 9 was used (hereinafter, the rare earth chloride having this composition was used). Ion exchange was carried out by immersing in the above aqueous solution heated to 90 ° C. for 30 minutes. After the immersion, it was filtered, washed with water, and then dried in air at 115 ° C. for 16 hours to obtain a catalyst used in the present invention (hereinafter referred to as catalyst D). The rare earth metal content in this catalyst D was 1.43% by weight based on the catalyst as an oxide.
【0077】[0077]
【表9】 [Table 9]
【0078】比較例4 HZ−1に代えて比較例1で得たHZ−4を用いる以外
は、実施例4と同様にして比較触媒(以下、触媒E)を
得た。Comparative Example 4 A comparative catalyst (hereinafter referred to as catalyst E) was obtained in the same manner as in Example 4 except that HZ-4 obtained in Comparative Example 1 was used instead of HZ-1.
【0079】比較例5 HZ−1に代えて比較例2で得たHZ−5を用いる以外
は、実施例4と同様にして比較触媒(以下、触媒F)を
得た。Comparative Example 5 A comparative catalyst (hereinafter referred to as catalyst F) was obtained in the same manner as in Example 4 except that HZ-5 obtained in Comparative Example 2 was used instead of HZ-1.
【0080】比較例6 HZ−1に代えて比較例3で得たHZ−6を用いる以外
は、実施例4と同様にして比較触媒(以下、触媒G)を
得た。Comparative Example 6 A comparative catalyst (hereinafter referred to as catalyst G) was obtained in the same manner as in Example 4 except that HZ-6 obtained in Comparative Example 3 was used instead of HZ-1.
【0081】比較例7 HZ−1に代えて比較例1で得たHZ−4を用いる以外
は、実施例7と同様にして比較触媒(以下、触媒H)を
得た。この触媒Hの希土類金属含有量は、酸化物として
触媒基準で1.58重量%であった。Comparative Example 7 A comparative catalyst (hereinafter referred to as catalyst H) was obtained in the same manner as in Example 7 except that HZ-4 obtained in Comparative Example 1 was used instead of HZ-1. The rare earth metal content of this catalyst H was 1.58% by weight based on the catalyst as an oxide.
【0082】〔ベンチスケールプラント試験例〕商業的
規模の接触分解装置をスケールダウンした装置であっ
て、クラッキング反応器と触媒再生器とを備えた循環式
流動床反応装置であるベンチスケールプラントを使用
し、上記の触媒A〜Hを用いて、重質炭化水素油の接触
分解を試験した。[Bench Scale Plant Test Example] A bench scale plant, which is a circulating fluidized bed reactor equipped with a cracking reactor and a catalyst regenerator, is used which is a commercial scale catalytic cracking unit scaled down. Then, catalytic cracking of heavy hydrocarbon oil was tested using the above catalysts A to H.
【0083】試験に先立ち、各触媒に汚染金属を含有さ
せるべく、各触媒を500℃にて5時間乾燥した後、各
触媒に、NiとVとの重量比が1対2で、Ni+Vの合
計で4000ppmおよび9000ppmとなるよう
に、ナフテン酸ニッケルおよびナフテン酸バナジウムを
含むシクロヘキサン溶液を吸収させ、乾燥し、500℃
にて5時間の焼成を行った。引き続き、各触媒を、10
0%水蒸気雰囲気中、785℃にて6時間処理し、模擬
平衡化触媒を得た。Prior to the test, each catalyst was dried at 500 ° C. for 5 hours so that each catalyst contained a pollutant metal. Then, each catalyst had a weight ratio of Ni to V of 1: 2 and a total of Ni + V. To a concentration of 4000 ppm and 9000 ppm, a cyclohexane solution containing nickel naphthenate and vanadium naphthenate is absorbed, dried, and dried at 500 ° C.
Was baked for 5 hours. Then, each catalyst
A simulated equilibrated catalyst was obtained by treating at 785 ° C for 6 hours in a 0% steam atmosphere.
【0084】試験は、原料油として表10に示す性状を
有する脱硫減圧軽油75重量%と直脱生成油25重量%
との混合油を使用し、反応温度が510℃、触媒循環量
が60g/分の条件下で、触媒/原料油(重量比)を
4、7、9.5、12.5と変化させて行った。分解活
性の比較は、原料油の転化率60%を基準にして行っ
た。この評価結果を、表11〜表14にまとめて示し
た。The test was carried out by using 75% by weight of desulfurized vacuum gas oil and 25% by weight of directly-degenerated oil having the properties shown in Table 10 as the feed oil.
Using a mixed oil of, and changing the catalyst / feed oil (weight ratio) to 4, 7, 9.5, 12.5 under the conditions of a reaction temperature of 510 ° C. and a catalyst circulation rate of 60 g / min. went. The decomposition activity was compared based on the conversion rate of the raw oil of 60%. The evaluation results are summarized in Tables 11 to 14.
【0085】また、触媒Aおよび触媒Eについては、さ
らにNi+Vの合計で1500ppmとする以外は、上
記と同様の方法で、模擬平衡化触媒を得、上記と同じ試
験方法で試験を行い、参考例とした。この結果を、表1
5にまとめて示した。Further, with respect to the catalyst A and the catalyst E, a simulated equilibrated catalyst was obtained by the same method as described above except that the total of Ni + V was 1500 ppm, and the same test method as above was used for the test. And The results are shown in Table 1.
It is shown collectively in 5.
【0086】[0086]
【表10】 [Table 10]
【0087】[0087]
【表11】 [Table 11]
【0088】[0088]
【表12】 [Table 12]
【0089】[0089]
【表13】 [Table 13]
【0090】[0090]
【表14】 [Table 14]
【0091】[0091]
【表15】 [Table 15]
【0092】以上の試験結果、触媒の汚染金属であるニ
ッケルやバナジウムを含有する原料油の分解に際して、
特定の物性を有する結晶性アルミノ珪酸塩を使用する本
発明の実施例によれば、この物性以外の結晶性アルミノ
珪酸塩を使用する比較例に比して、分解活性が高いこと
が明らかである。この物性(SiO2/Al2O3モル
比、単位格子寸法、骨格内Al/全Alモル比)と分解
活性との関係を、図2〜図4に示す。また、本発明の触
媒Aと比較の触媒Eの選択性(表11〜表15に示す結
果)をまとめて図5〜図6に示す。なお、図2〜図6中
の(A)〜(G)は、触媒A〜触媒Gを示す。As a result of the above test, when decomposing a feedstock oil containing nickel or vanadium, which is a contaminant metal of the catalyst,
According to the examples of the present invention using the crystalline aluminosilicate having specific physical properties, it is clear that the decomposition activity is high as compared with the comparative example using the crystalline aluminosilicate having other physical properties. . The physical properties (SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio, unit cell dimensions, skeleton in Al / total Al molar ratio) the relationship between the degradation activity, shown in FIGS. Further, the selectivity of the catalyst A of the present invention and the comparative catalyst E (results shown in Tables 11 to 15) are collectively shown in FIGS. In addition, (A)-(G) in FIGS. 2-6 shows catalyst A-catalyst G.
【0093】[0093]
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の接触分解
方法によれば、使用する触媒が、多量のニッケルやバナ
ジウムに汚染される状態において、重質炭化水素油を接
触分解する際に優れた効果を発揮して、分解性能の低下
を抑制し、水素、コークの生成を低減し、望ましい液状
製品の収率を高めることができる。また、本発明の接触
分解方法で使用する上記の触媒は、製造工程が容易であ
って、生産量も良好で、製造コストや材料コストも低廉
である。さらに、本発明の接触分解方法では、装置の運
転を困難にするといった事態も発生しない。これらの結
果として、本発明は、近年の石油事情や石油製品の市場
動向に適した接触分解方法と言える。As described in detail above, according to the catalytic cracking method of the present invention, when the catalyst used is catalytically cracked in a heavy hydrocarbon oil in a state where it is contaminated with a large amount of nickel or vanadium. It is possible to exert excellent effects, suppress deterioration of decomposition performance, reduce generation of hydrogen and coke, and increase yield of desired liquid product. Further, the above-mentioned catalyst used in the catalytic cracking method of the present invention has an easy production process, a good production amount, and a low production cost and material cost. Furthermore, the catalytic cracking method of the present invention does not cause a situation in which the operation of the apparatus is difficult. As a result, the present invention can be said to be a catalytic cracking method suitable for recent petroleum circumstances and market trends of petroleum products.
【図1】本発明で使用する結晶性アルミノ珪酸塩のX線
回折パターンを示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an X-ray diffraction pattern of a crystalline aluminosilicate used in the present invention.
【図2】結晶性アルミノ珪酸塩の物性(SiO2/Al
2O3モル比)と分解活性との関係を示すグラフであ
る。FIG. 2 Physical properties of crystalline aluminosilicate (SiO 2 / Al
2 is a graph showing the relationship between 2 O 3 molar ratio) and decomposition activity.
【図3】結晶性アルミノ珪酸塩の物性(単位格子寸法)
と分解活性との関係を示すグラフである。[Fig. 3] Physical properties of crystalline aluminosilicate (unit cell size)
It is a graph which shows the relationship between and decomposition activity.
【図4】結晶性アルミノ珪酸塩の物性(骨格内Al/全
Alモル比)と分解活性との関係を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing the relationship between the physical properties of crystalline aluminosilicate (Al skeleton / total Al molar ratio) and decomposition activity.
【図5】本発明の効果を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing the effect of the present invention.
【図6】本発明の効果を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing the effect of the present invention.
Claims (2)
を含む重質炭化水素油を接触分解する方法において、 平衡触媒が平均して3000〜13000ppmのニッ
ケル、バナジウムの一方または双方により汚染される状
態に際して、 化学組成分析によるバルクのSiO2/Al2O3モ
ル比が5.5〜6.9、 単位格子寸法が24.34〜24.46Å、 ゼオライト骨格内のAlの全Alに対するモル比が下
式(1)〜(3)による計算値で0.2〜0.4、 Y型ゼオライトの主要なX線回折パターンを有する結
晶性アルミノ珪酸塩と、無機酸化物マトリックスとから
なる触媒を使用することを特徴とする重質炭化水素油の
接触分解方法。 【数1】 1. A method for catalytically cracking a heavy hydrocarbon oil containing one or both of nickel and vanadium, wherein the equilibrium catalyst is contaminated with 3000 to 13000 ppm of nickel or vanadium on average or both, The bulk SiO 2 / Al 2 O 3 molar ratio by chemical composition analysis is 5.5 to 6.9, the unit cell size is 24.34 to 24.46Å, and the molar ratio of Al in the zeolite skeleton to the total Al is as follows. Use of a catalyst composed of a crystalline aluminosilicate having a main X-ray diffraction pattern of Y-type zeolite and an inorganic oxide matrix, calculated from (1) to (3) is 0.2 to 0.4. A method for catalytically cracking heavy hydrocarbon oil, comprising: [Equation 1]
からなる群より選ばれる少なくとも1種の金属を、触媒
を基準にして酸化物として0.01〜5重量%含有する
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。2. The catalyst contains 0.01 to 5% by weight as an oxide of at least one metal selected from the group consisting of rare earth metals and alkaline earth metals, based on the catalyst. The method of claim 1.
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