JPH0857328A - 接触分解用触媒体及びそれを用いる炭化水素の接触分解方法 - Google Patents
接触分解用触媒体及びそれを用いる炭化水素の接触分解方法Info
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Landscapes
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- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 活性成分としての活性粘土鉱物とマトリック
スとからなる特定の細孔分布を有する炭化水素類の接触
分解用触媒体であって、メソ孔が十分な割合で付与され
ており、軽質な炭化水素の分解はもとより重質な炭化水
素の分解に対しても十分な効果を発揮する触媒体を提供
し、また、その触媒体を用いることによって、沸点がナ
フサ留分以上の各種の炭化水素若しくは炭化水素留分を
効率よく接触分解する方法、特に、減圧軽油や常圧残油
等の重質炭化水素を多く含む炭化水素留分を流動接触分
解装置等によって効率よく分解し、ガソリン留分や軽油
留分等の有用炭化水素留分を生産性よく得るための方法
を提供する。 【構成】 活性化された粘土鉱物とマトリックスとから
なり、直径60nm以下の細孔容積(VA)に対する直
径2〜10nmの細孔容積(VB)の比率[VB/V
A]が0.35以上である炭化水素の接触分解用触媒体
と、この触媒体に沸点がナフサ留分以上の炭化水素を接
触させることによる炭化水素の接触分解方法。
スとからなる特定の細孔分布を有する炭化水素類の接触
分解用触媒体であって、メソ孔が十分な割合で付与され
ており、軽質な炭化水素の分解はもとより重質な炭化水
素の分解に対しても十分な効果を発揮する触媒体を提供
し、また、その触媒体を用いることによって、沸点がナ
フサ留分以上の各種の炭化水素若しくは炭化水素留分を
効率よく接触分解する方法、特に、減圧軽油や常圧残油
等の重質炭化水素を多く含む炭化水素留分を流動接触分
解装置等によって効率よく分解し、ガソリン留分や軽油
留分等の有用炭化水素留分を生産性よく得るための方法
を提供する。 【構成】 活性化された粘土鉱物とマトリックスとから
なり、直径60nm以下の細孔容積(VA)に対する直
径2〜10nmの細孔容積(VB)の比率[VB/V
A]が0.35以上である炭化水素の接触分解用触媒体
と、この触媒体に沸点がナフサ留分以上の炭化水素を接
触させることによる炭化水素の接触分解方法。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、炭化水素類の接触分解
用触媒体に関し、更に詳しく言うと、活性粘土鉱物と適
当なマトリックスからなり、かつ、少なくとも該マトリ
ックスの構造に基づくメソ孔(直径2〜10nmの細
孔)を十分な割合で有している接触分解用触媒体に関す
る。該接触分解用触媒体は、活性化された粘土鉱物を含
有しているため優れた酸触媒機能等を有し、また重質分
子(重質油等に多く含まれる比較的大きな炭化水素分
子)の分解の促進に有効な適当な大きさの細孔(メソ
孔)を十分な割合で有しているので、例えばナフサ、灯
油、常圧軽油、減圧軽油、常圧残油、石炭液化油等の、
比較的軽質な炭化水素留分から重質な炭化水素留分に及
ぶ広い沸点範囲の炭化水素油の接触分解反応に有効であ
り、特に、通常の軽油類の流動接触分解(FCC、RF
CC)プロセス用触媒としてのみならず、常圧残油や減
圧軽油等の重質な原料油あるいはそのような重質な炭化
水素類を多く含む原料油の流動接触分解(FCC、RF
CC)プロセス用触媒として好適に利用することができ
る。
用触媒体に関し、更に詳しく言うと、活性粘土鉱物と適
当なマトリックスからなり、かつ、少なくとも該マトリ
ックスの構造に基づくメソ孔(直径2〜10nmの細
孔)を十分な割合で有している接触分解用触媒体に関す
る。該接触分解用触媒体は、活性化された粘土鉱物を含
有しているため優れた酸触媒機能等を有し、また重質分
子(重質油等に多く含まれる比較的大きな炭化水素分
子)の分解の促進に有効な適当な大きさの細孔(メソ
孔)を十分な割合で有しているので、例えばナフサ、灯
油、常圧軽油、減圧軽油、常圧残油、石炭液化油等の、
比較的軽質な炭化水素留分から重質な炭化水素留分に及
ぶ広い沸点範囲の炭化水素油の接触分解反応に有効であ
り、特に、通常の軽油類の流動接触分解(FCC、RF
CC)プロセス用触媒としてのみならず、常圧残油や減
圧軽油等の重質な原料油あるいはそのような重質な炭化
水素類を多く含む原料油の流動接触分解(FCC、RF
CC)プロセス用触媒として好適に利用することができ
る。
【0002】本発明は、また、上記本発明の触媒体を利
用する炭化水素の接触分解方法に関し、より詳しく言う
と、上記本発明の各種の接触分解用触媒体の中から目的
とするプロセスに応じて適宜選定された触媒体を触媒若
しくは触媒成分として適用して沸点がナフサ留分以上の
各種の炭化水素油、特に、常圧軽油のみならず、減圧軽
油、常圧残油等の重質な炭化水素類を多く含む重質な原
料油を効率よく流動接触分解等によって接触分解して、
ガソリン留分や軽油留分等の有用な炭化水素留分に富ん
だ分解油に効率よく転化し、付加価値の高い分解ガソリ
ンや分解軽油等を生産よく有利に製造する方法に関す
る。
用する炭化水素の接触分解方法に関し、より詳しく言う
と、上記本発明の各種の接触分解用触媒体の中から目的
とするプロセスに応じて適宜選定された触媒体を触媒若
しくは触媒成分として適用して沸点がナフサ留分以上の
各種の炭化水素油、特に、常圧軽油のみならず、減圧軽
油、常圧残油等の重質な炭化水素類を多く含む重質な原
料油を効率よく流動接触分解等によって接触分解して、
ガソリン留分や軽油留分等の有用な炭化水素留分に富ん
だ分解油に効率よく転化し、付加価値の高い分解ガソリ
ンや分解軽油等を生産よく有利に製造する方法に関す
る。
【0003】
【従来の技術】原油の重質化の傾向と重油に対する白油
の需要の増加傾向にある今日、重質油の接触分解の重要
性が増加しており、流動接触分解(FCC、RFCC)
装置も、ガソリン製造装置としての役割にとどまらず、
減圧軽油(VGO)や常圧残油等の重質油の分解による
ガソリン(FG)や分解軽油(LCO)等の製造装置と
しての役割が重要視されるようになってきている。こう
した傾向や要求に応じて、流動接触分解等に用いる触媒
も、減圧軽油や常圧残油といった重質油など重質な炭化
水素類をより効率よく分解できるものが望まれるように
なってきた。
の需要の増加傾向にある今日、重質油の接触分解の重要
性が増加しており、流動接触分解(FCC、RFCC)
装置も、ガソリン製造装置としての役割にとどまらず、
減圧軽油(VGO)や常圧残油等の重質油の分解による
ガソリン(FG)や分解軽油(LCO)等の製造装置と
しての役割が重要視されるようになってきている。こう
した傾向や要求に応じて、流動接触分解等に用いる触媒
も、減圧軽油や常圧残油といった重質油など重質な炭化
水素類をより効率よく分解できるものが望まれるように
なってきた。
【0004】炭化水素の接触分解用触媒としては、従来
から、酸性白土等の活性粘土鉱物類、合成シリカアルミ
ナ、希土類交換Y型ゼオライト(RE−Y)、超安定Y
型ゼオライト(USY)等の各種のゼオライト類などの
固体酸機能を有する触媒を活性成分とするものが知られ
ている。特に、現行の流動接触分解(FCC、RFC
C)用触媒としては、シリカアルミナ等のマトリックス
に、高い酸性質を有しミクロ孔に基づく形状選択性を有
するゼオライト(特にUSYゼオライト等のY型ゼオラ
イトなど)を分散させたゼオライト系触媒が広く利用さ
れている。しかしながら、これら従来のゼオライト系F
CC触媒の多くは、常圧軽油や常圧軽油を主成分とする
原料油をガソリン留分に効率よく転化するように設計・
調製されているので、減圧軽油や常圧残油等の重質油や
そのような重質な炭化水素成分を多く含有する原料油に
対しては十分な性能を発揮せず、FGやLCOの収率が
不十分である上に、コークの生成が多いために活性低下
が著しかったり、FCCプロセスにおける熱バランスの
制御が容易でないなどの種々の問題点がある。
から、酸性白土等の活性粘土鉱物類、合成シリカアルミ
ナ、希土類交換Y型ゼオライト(RE−Y)、超安定Y
型ゼオライト(USY)等の各種のゼオライト類などの
固体酸機能を有する触媒を活性成分とするものが知られ
ている。特に、現行の流動接触分解(FCC、RFC
C)用触媒としては、シリカアルミナ等のマトリックス
に、高い酸性質を有しミクロ孔に基づく形状選択性を有
するゼオライト(特にUSYゼオライト等のY型ゼオラ
イトなど)を分散させたゼオライト系触媒が広く利用さ
れている。しかしながら、これら従来のゼオライト系F
CC触媒の多くは、常圧軽油や常圧軽油を主成分とする
原料油をガソリン留分に効率よく転化するように設計・
調製されているので、減圧軽油や常圧残油等の重質油や
そのような重質な炭化水素成分を多く含有する原料油に
対しては十分な性能を発揮せず、FGやLCOの収率が
不十分である上に、コークの生成が多いために活性低下
が著しかったり、FCCプロセスにおける熱バランスの
制御が容易でないなどの種々の問題点がある。
【0005】もちろん、減圧軽油や重質分子を更に多く
含む常圧残油を対象とする流動接触分解プロセスも実用
化されており、その触媒(残油FCC触媒)としては、
USYゼオライトとシリカアルミナ系のマトリックスか
らなるものが広く利用されている。しかしながら、こう
した従来型の残油FCC触媒においても、重質分子の分
解特性は十分とは言いがたく、更なる改善が求められて
いる。
含む常圧残油を対象とする流動接触分解プロセスも実用
化されており、その触媒(残油FCC触媒)としては、
USYゼオライトとシリカアルミナ系のマトリックスか
らなるものが広く利用されている。しかしながら、こう
した従来型の残油FCC触媒においても、重質分子の分
解特性は十分とは言いがたく、更なる改善が求められて
いる。
【0006】近年、そのような重質分子の分解性能の向
上とコーク生成量の低減を実現するための改善策とし
て、シリカアルミナ等のマトリックスの酸性質や化学的
性質の制御の重要性が指摘され、それに基づいて種々の
試みがなされてきている。しかしながら、そのようなマ
トリックスの酸性質の制御はコーク生成量の制御には有
効であるが、それだけでは重質分子の分解率の向上効果
は不十分である。そこで、一方においては、FCC触媒
における細孔分布制御の重要性が指摘されるようになっ
てきた。
上とコーク生成量の低減を実現するための改善策とし
て、シリカアルミナ等のマトリックスの酸性質や化学的
性質の制御の重要性が指摘され、それに基づいて種々の
試みがなされてきている。しかしながら、そのようなマ
トリックスの酸性質の制御はコーク生成量の制御には有
効であるが、それだけでは重質分子の分解率の向上効果
は不十分である。そこで、一方においては、FCC触媒
における細孔分布制御の重要性が指摘されるようになっ
てきた。
【0007】すなわち、重質油の分解には、一般に、シ
リカアルミナ等のマトリックスにおけるマクロ孔(孔径
が10〜70nm程度の細孔)の存在が重要であるこ
と、また、従来のFCC触媒の中でも最も残油分解に有
効とされるある種のUSY含有FCC触媒には、Y型ゼ
オライトのスチーム処理(USY化)によって形成され
るメソ孔(孔径が2〜10nm程度の中間的な細孔でこ
の場合にはゼオライトのUSY化によって発源すること
からゼオライトメソ孔と呼ばれている。)を有している
ことから、一般に、メソ孔の存在も重要であろうという
考えが注目されるようになってきた[ペテロテック,v
ol.16,No.5,p.p.413−419(19
93)参照]。この考えは、重質油中に多く含まれる比
較的大きい炭化水素はゼオライトのミクロ孔に直接入れ
ないので、これらをマクロ孔やメソ孔で粗分解してから
ミクロ孔に導くという機構に基づくものである。
リカアルミナ等のマトリックスにおけるマクロ孔(孔径
が10〜70nm程度の細孔)の存在が重要であるこ
と、また、従来のFCC触媒の中でも最も残油分解に有
効とされるある種のUSY含有FCC触媒には、Y型ゼ
オライトのスチーム処理(USY化)によって形成され
るメソ孔(孔径が2〜10nm程度の中間的な細孔でこ
の場合にはゼオライトのUSY化によって発源すること
からゼオライトメソ孔と呼ばれている。)を有している
ことから、一般に、メソ孔の存在も重要であろうという
考えが注目されるようになってきた[ペテロテック,v
ol.16,No.5,p.p.413−419(19
93)参照]。この考えは、重質油中に多く含まれる比
較的大きい炭化水素はゼオライトのミクロ孔に直接入れ
ないので、これらをマクロ孔やメソ孔で粗分解してから
ミクロ孔に導くという機構に基づくものである。
【0008】こうした考えは、重質油の分解性能の向上
に十分に示唆的ではあるが、実際には、ゼオライトとマ
トリックスからなりミクロ孔とマクロ孔の双方を十分に
有している従来のFCC触媒が重質油等の重質炭化水素
の分解に対しては十分な活性及び性能を示さないこと、
更に、ゼオライトメソ孔が付与されている従来のUSY
系FCC触媒も重質油の分解性能になお改善の余地があ
ることは事実である。
に十分に示唆的ではあるが、実際には、ゼオライトとマ
トリックスからなりミクロ孔とマクロ孔の双方を十分に
有している従来のFCC触媒が重質油等の重質炭化水素
の分解に対しては十分な活性及び性能を示さないこと、
更に、ゼオライトメソ孔が付与されている従来のUSY
系FCC触媒も重質油の分解性能になお改善の余地があ
ることは事実である。
【0009】そこで、上記の考えとこうした事実をもと
に、本発明者らは、重質油を効率よく分解させるには、
メソ孔を十分に付与することが肝要であると考えた。こ
れまでのところ、ゼオライト系FCC触媒に十分なメソ
孔を付与するための実用的な技術はなく、また、重質油
の分解を十分に有効に行うには、実際にメソ孔をどの程
度付与したらよいのかという基本的な点も明確ではなか
った。
に、本発明者らは、重質油を効率よく分解させるには、
メソ孔を十分に付与することが肝要であると考えた。こ
れまでのところ、ゼオライト系FCC触媒に十分なメソ
孔を付与するための実用的な技術はなく、また、重質油
の分解を十分に有効に行うには、実際にメソ孔をどの程
度付与したらよいのかという基本的な点も明確ではなか
った。
【0010】もちろん、重質油の粗分解を十分に促進す
るには細孔分布の制御が重要であるという考えから、こ
れまでにも、ゼオライト系触媒に適当な孔径の細孔を付
与するための種々の試みがなされてきている。そのよう
な方法として、例えば、ゼオライトに特殊な処理を施し
てメソ孔(ゼオライトメソ孔)を付与する方法(特公平
2−28522号公報)、触媒調製時に、ゼオライト等
にカーボンブラックを添加し、燃焼させてメソ孔等の細
孔を形成させる方法(特公平2−16955号公報)な
どが提案されている。しかしながら、これら従来の方法
では、ゼオライトの構造がその処理によって崩壊した
り、あるいは、所望のメソ孔を十分に付与することが困
難であるため、十分な実用性能が得られていない。実際
に、こうした従来の方法によってゼオライト系FCC触
媒等の調製を試みたところ重質油等の重質炭化水素の分
解に対して十分な性能を有する触媒を得ることは困難で
あることが判明した。
るには細孔分布の制御が重要であるという考えから、こ
れまでにも、ゼオライト系触媒に適当な孔径の細孔を付
与するための種々の試みがなされてきている。そのよう
な方法として、例えば、ゼオライトに特殊な処理を施し
てメソ孔(ゼオライトメソ孔)を付与する方法(特公平
2−28522号公報)、触媒調製時に、ゼオライト等
にカーボンブラックを添加し、燃焼させてメソ孔等の細
孔を形成させる方法(特公平2−16955号公報)な
どが提案されている。しかしながら、これら従来の方法
では、ゼオライトの構造がその処理によって崩壊した
り、あるいは、所望のメソ孔を十分に付与することが困
難であるため、十分な実用性能が得られていない。実際
に、こうした従来の方法によってゼオライト系FCC触
媒等の調製を試みたところ重質油等の重質炭化水素の分
解に対して十分な性能を有する触媒を得ることは困難で
あることが判明した。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の事情
を鑑みてなされたものである。
を鑑みてなされたものである。
【0012】本発明の第一の目的は、活性成分と適当な
マトリックスからなる特定の細孔分布を有する触媒体で
あって、軽質な炭化水素の分解はもとより重質な炭化水
素の分解に対しても十分な効果を発揮し、例えば減圧軽
油や常圧残油等の重質な炭化水素留分をガソリン留分
(FG)や軽油留分(LCO)等の有用留分に効率よく
転化することができるように、活性成分の優れた触媒機
能を損なうことなくメソ孔が十分な割合で付与された炭
化水素類の接触分解用触媒体を提供することにある。
マトリックスからなる特定の細孔分布を有する触媒体で
あって、軽質な炭化水素の分解はもとより重質な炭化水
素の分解に対しても十分な効果を発揮し、例えば減圧軽
油や常圧残油等の重質な炭化水素留分をガソリン留分
(FG)や軽油留分(LCO)等の有用留分に効率よく
転化することができるように、活性成分の優れた触媒機
能を損なうことなくメソ孔が十分な割合で付与された炭
化水素類の接触分解用触媒体を提供することにある。
【0013】本発明は、また、上記本発明の触媒体を用
いることによって、沸点がナフサ留分以上の各種の炭化
水素若しくは炭化水素留分を効率よく接触分解する方
法、特に、減圧軽油や常圧残油等の重質炭化水素を多く
含む炭化水素留分を流動接触分解(FCC、RFCC)
装置等によって効率よく分解し、ガソリン留分(FG)
や軽油(LCO)留分等の有用炭化水素留分を生産性よ
く得るための方法を提供することも目的としている。
いることによって、沸点がナフサ留分以上の各種の炭化
水素若しくは炭化水素留分を効率よく接触分解する方
法、特に、減圧軽油や常圧残油等の重質炭化水素を多く
含む炭化水素留分を流動接触分解(FCC、RFCC)
装置等によって効率よく分解し、ガソリン留分(FG)
や軽油(LCO)留分等の有用炭化水素留分を生産性よ
く得るための方法を提供することも目的としている。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記目的
を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、活性成分(メソ孔
と少なくとも十分な酸触媒機能を有する成分)としての
活性化された粘土鉱物と、適当な物性(細孔分布、粗分
解機能等)を有するマトリックス材料を原料として用
い、また、必要に応じ活性成分としてさらにゼオライト
を用い、これらをスプレードライや混練するなどして調
製することによって、活性成分の構造や触媒機能を損な
うことなく所望のメソ孔を十分な割合で付与することが
できることを見いだした。そこで、メソ孔をミクロ孔及
びマクロ孔に対してどの程度の割合で付与したら重質油
の分解性能の向上及びコーク生成率の低減に十分に有効
となるかを検討したところ、該触媒体における直径60
nm以下の細孔容積(VA)に対する直径2〜10nm
の細孔容積(VB)の比率[VB/VA]が0.35以
上であるという特定の細孔分布を有するものが前記目的
を十分に満足し、重質油あるいは重質な炭化水素を多く
含有する炭化水素油の接触分解反応に極めて有効である
ことを見いだした。
を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、活性成分(メソ孔
と少なくとも十分な酸触媒機能を有する成分)としての
活性化された粘土鉱物と、適当な物性(細孔分布、粗分
解機能等)を有するマトリックス材料を原料として用
い、また、必要に応じ活性成分としてさらにゼオライト
を用い、これらをスプレードライや混練するなどして調
製することによって、活性成分の構造や触媒機能を損な
うことなく所望のメソ孔を十分な割合で付与することが
できることを見いだした。そこで、メソ孔をミクロ孔及
びマクロ孔に対してどの程度の割合で付与したら重質油
の分解性能の向上及びコーク生成率の低減に十分に有効
となるかを検討したところ、該触媒体における直径60
nm以下の細孔容積(VA)に対する直径2〜10nm
の細孔容積(VB)の比率[VB/VA]が0.35以
上であるという特定の細孔分布を有するものが前記目的
を十分に満足し、重質油あるいは重質な炭化水素を多く
含有する炭化水素油の接触分解反応に極めて有効である
ことを見いだした。
【0015】なお、そのようなメソ孔の十分な付与に
は、特にマトリックス原料の選定が重要であり、同じカ
チオン交換粘土鉱物等の活性化された粘土鉱物を用いて
調製した場合においてもマトリックス原料の選定が不適
当であるとメソ孔を上記のように十分に付与することが
困難であることも確認した。
は、特にマトリックス原料の選定が重要であり、同じカ
チオン交換粘土鉱物等の活性化された粘土鉱物を用いて
調製した場合においてもマトリックス原料の選定が不適
当であるとメソ孔を上記のように十分に付与することが
困難であることも確認した。
【0016】本発明者らは、上記の知見に基づいて本発
明を完成するに至った。
明を完成するに至った。
【0017】すなわち、本発明は、活性成分としての活
性化された粘土鉱物と、マトリックスとからなり、直径
60nm以下の細孔容積(VA)に対する直径2〜10
nmの細孔容積(VB)の比率[VB/VA]が0.3
5以上であることを特徴とする、炭化水素の接触分解用
触媒体に係る。
性化された粘土鉱物と、マトリックスとからなり、直径
60nm以下の細孔容積(VA)に対する直径2〜10
nmの細孔容積(VB)の比率[VB/VA]が0.3
5以上であることを特徴とする、炭化水素の接触分解用
触媒体に係る。
【0018】本発明は、また、上記本発明の触媒体の好
適な利用例として、沸点がナフサ留分以上の炭化水素を
上記本発明の接触分解用触媒体に接触させることを特徴
とする炭化水素の接触分解方法を併せて提供する。
適な利用例として、沸点がナフサ留分以上の炭化水素を
上記本発明の接触分解用触媒体に接触させることを特徴
とする炭化水素の接触分解方法を併せて提供する。
【0019】まず、以下に、本発明の接触分解用触媒体
について詳細に説明する。
について詳細に説明する。
【0020】I.炭化水素類の接触分解用触媒体本発明
の接触分解用触媒体は、活性成分として、活性化された
粘土鉱物を含有していることが重要である。ただし、触
媒体の活性のコントロールを目的として、更にゼオライ
トを含有していてもよい。
の接触分解用触媒体は、活性成分として、活性化された
粘土鉱物を含有していることが重要である。ただし、触
媒体の活性のコントロールを目的として、更にゼオライ
トを含有していてもよい。
【0021】前記活性化された粘土鉱物における該粘土
鉱物としては、適当な活性化処理を施すことによって十
分な触媒活性(炭化水素の接触分解機能)を付与するこ
とができるものであれば一般にどのようなものでも使用
可能であり、その代表的なものとして、例えば、ヘクト
ライト、ソーコライト、スチブンサイト、モンモリロナ
イト、バイデライト等のスメクタイト、あるいは、サポ
ナイト、バーミキュライト、雲母などを挙げることがで
きる。これらの粘土鉱物のうち具体的にどのような種類
あるいは組成のものを適用するかは、適宜場合に応じて
選定することになるが、通常は、活性化の容易性あるい
は活性化後の活性や選択性等の点から、スメクタイトが
好ましく、中でも特に、耐水熱性等の点から、スチブン
サイトが好ましい。
鉱物としては、適当な活性化処理を施すことによって十
分な触媒活性(炭化水素の接触分解機能)を付与するこ
とができるものであれば一般にどのようなものでも使用
可能であり、その代表的なものとして、例えば、ヘクト
ライト、ソーコライト、スチブンサイト、モンモリロナ
イト、バイデライト等のスメクタイト、あるいは、サポ
ナイト、バーミキュライト、雲母などを挙げることがで
きる。これらの粘土鉱物のうち具体的にどのような種類
あるいは組成のものを適用するかは、適宜場合に応じて
選定することになるが、通常は、活性化の容易性あるい
は活性化後の活性や選択性等の点から、スメクタイトが
好ましく、中でも特に、耐水熱性等の点から、スチブン
サイトが好ましい。
【0022】なお、これらの粘土鉱物の中には、例えば
スチブンサイトのように、天然品の他に、合成品も知ら
れている。本発明においては、それらの天然系のもの、
合成品のいずれを用いてもよいし、それらを併用しても
よい。また、特に、天然系のものには、例えばスメクタ
イト・バーミキュライト混合物等の構造や組成の異なる
2種以上の成分からなるものや不純物を含むものも多い
が、そのようなものも適宜適用可能であり、更に、必要
に応じて、2種以上のものを混合物や組成物等として利
用してもよい。
スチブンサイトのように、天然品の他に、合成品も知ら
れている。本発明においては、それらの天然系のもの、
合成品のいずれを用いてもよいし、それらを併用しても
よい。また、特に、天然系のものには、例えばスメクタ
イト・バーミキュライト混合物等の構造や組成の異なる
2種以上の成分からなるものや不純物を含むものも多い
が、そのようなものも適宜適用可能であり、更に、必要
に応じて、2種以上のものを混合物や組成物等として利
用してもよい。
【0023】いずれにしても、これらの粘土鉱物は、所
定の炭化水素の接触分解において、所望の触媒特性(分
解活性や選択性等)が得られるように活性化された形で
本発明の触媒体の成分として使用される。この活性化
は、例えば、酸処理やイオン交換法あるいは含浸法等に
よる適当なカチオンの導入(カチオン交換等)あるいは
適当なカチオンを含む活性成分の担持等の様々な方法に
よって行うことができる。
定の炭化水素の接触分解において、所望の触媒特性(分
解活性や選択性等)が得られるように活性化された形で
本発明の触媒体の成分として使用される。この活性化
は、例えば、酸処理やイオン交換法あるいは含浸法等に
よる適当なカチオンの導入(カチオン交換等)あるいは
適当なカチオンを含む活性成分の担持等の様々な方法に
よって行うことができる。
【0024】天然の粘土鉱物には、SiO2 成分のほか
にAl2O3やMgO、CaO、Na 2O、K2O等の各種
の酸化物成分を含有する複合シリケート類が多く、多く
のものはカチオン交換能を有しているが、通常は、その
カチオン交換サイトの多くがNaやK等のアルカリ金属
イオンやMgやCa等のアルカリ土類金属イオンによっ
て占有されているため、十分な酸性質を示さず接触分解
活性が不十分なものが多い。また、合成品の場合もNa
塩等のアルカリ金属塩として入手されるものが多い。例
えば、合成スチブンサイトの場合には、通常、Na2xM
g3-x Si4O1 0(OH)2等のアルカリ金属塩型の不活
性な形態として入手される。所望の活性化は、こうした
イオン交換性のNa+、K+等のアルカリ金属イオン(場
合により更にCa2+やMg2+等のアルカリ土類金属イオ
ン)の一部又は全部を、例えば、H+や適当な活性カチ
オンにイオン交換しカチオン交換サイトに十分な量の活
性種を導入することによって好適に行うことができる。
ただし、活性化は、必ずしもこうしたカチオン交換に限
定されるものではなく、例えば含浸法等によって、Mo
O3、ZrO2等の適当な活性成分を担持導入する方法に
よってもなしうるし、イオン交換と含浸担持等の複数の
方法を併用してもよい。
にAl2O3やMgO、CaO、Na 2O、K2O等の各種
の酸化物成分を含有する複合シリケート類が多く、多く
のものはカチオン交換能を有しているが、通常は、その
カチオン交換サイトの多くがNaやK等のアルカリ金属
イオンやMgやCa等のアルカリ土類金属イオンによっ
て占有されているため、十分な酸性質を示さず接触分解
活性が不十分なものが多い。また、合成品の場合もNa
塩等のアルカリ金属塩として入手されるものが多い。例
えば、合成スチブンサイトの場合には、通常、Na2xM
g3-x Si4O1 0(OH)2等のアルカリ金属塩型の不活
性な形態として入手される。所望の活性化は、こうした
イオン交換性のNa+、K+等のアルカリ金属イオン(場
合により更にCa2+やMg2+等のアルカリ土類金属イオ
ン)の一部又は全部を、例えば、H+や適当な活性カチ
オンにイオン交換しカチオン交換サイトに十分な量の活
性種を導入することによって好適に行うことができる。
ただし、活性化は、必ずしもこうしたカチオン交換に限
定されるものではなく、例えば含浸法等によって、Mo
O3、ZrO2等の適当な活性成分を担持導入する方法に
よってもなしうるし、イオン交換と含浸担持等の複数の
方法を併用してもよい。
【0025】なお、前記酸処理は、例えば、塩酸、硫
酸、硝酸等の無機酸、酢酸等の有機酸、あるいは塩化ア
ンモニウム等の各種の酸性化合物の水溶液による処理に
よって好適に行うことができ、これによって、所定の粘
土鉱物のカチオン交換サイトに十分な量のH+若しくは
使用時にH+となるNH4 +等を導入することができる
し、また、過剰のあるいは不要のアルカリ成分を除去す
るなど組成の調整にも有効である。
酸、硝酸等の無機酸、酢酸等の有機酸、あるいは塩化ア
ンモニウム等の各種の酸性化合物の水溶液による処理に
よって好適に行うことができ、これによって、所定の粘
土鉱物のカチオン交換サイトに十分な量のH+若しくは
使用時にH+となるNH4 +等を導入することができる
し、また、過剰のあるいは不要のアルカリ成分を除去す
るなど組成の調整にも有効である。
【0026】また、前記粘土鉱物の活性化に有効な前記
カチオンとしては、こうしたH+ やNH4 +等の非金属系
カチオンのほかにも、アルカリ金属イオン以外の金属イ
オン若しくは錯イオンあるいは複合イオンも有効であ
る。そのようなカチオンの具体例としては、18族分類
による周期表における、アルカリ金属以外の1族元素の
カチオンすなわちH+(ただし、H+となるNH4 +等でも
よい)、及び、2族、3族(ランタニドを含む)、4
族、5族、6族、8族、9族、10族、11族、12
族、13族、14族、15族の各元素の単核カチオン
(オキシカチオン等の錯イオンでもよい)、及び、これ
らの元素の1種又は2種以上からなる多核カチオン若し
くは複合イオン(オキシカチオン等の錯イオンでもよ
い)を挙げることができる。これら各種の活性カチオン
の中でも、例えば、H+、NH4 +、及び、Mg、Ca、
La、Ce、Ti、Zr、V、Nb、Cr、Mo、N
i、Co、Cu、Al、Ga、Fe等の単核カチオンや
多核カチオンが好ましく、特に、H+やAlの単核カチ
オン若しくは多核カチオン等が好ましい。なお、これら
の活性カチオンは、2種以上のものを導入してもよい。
カチオンとしては、こうしたH+ やNH4 +等の非金属系
カチオンのほかにも、アルカリ金属イオン以外の金属イ
オン若しくは錯イオンあるいは複合イオンも有効であ
る。そのようなカチオンの具体例としては、18族分類
による周期表における、アルカリ金属以外の1族元素の
カチオンすなわちH+(ただし、H+となるNH4 +等でも
よい)、及び、2族、3族(ランタニドを含む)、4
族、5族、6族、8族、9族、10族、11族、12
族、13族、14族、15族の各元素の単核カチオン
(オキシカチオン等の錯イオンでもよい)、及び、これ
らの元素の1種又は2種以上からなる多核カチオン若し
くは複合イオン(オキシカチオン等の錯イオンでもよ
い)を挙げることができる。これら各種の活性カチオン
の中でも、例えば、H+、NH4 +、及び、Mg、Ca、
La、Ce、Ti、Zr、V、Nb、Cr、Mo、N
i、Co、Cu、Al、Ga、Fe等の単核カチオンや
多核カチオンが好ましく、特に、H+やAlの単核カチ
オン若しくは多核カチオン等が好ましい。なお、これら
の活性カチオンは、2種以上のものを導入してもよい。
【0027】特に好ましい粘土鉱物としては、H交換型
スチブンサイト、Al交換型スチブンサイト等のカチオ
ン交換スチブンサイトを挙げることができる。
スチブンサイト、Al交換型スチブンサイト等のカチオ
ン交換スチブンサイトを挙げることができる。
【0028】なお、これら活性成分として用いる粘土鉱
物は、必要に応じて、2種以上ものもを併用してもよ
い。
物は、必要に応じて、2種以上ものもを併用してもよ
い。
【0029】本発明の触媒体の製造原料として用いる活
性化された粘土鉱物としては、通常、全比表面積が15
0m2/g以上、好ましくは250m2/g以上の範囲に
あり、平均細孔直径が2〜10nm、好ましくは2〜6
nmの範囲にあるものを用いることが好ましい。全比表
面積が150m2/g未満の活性化粘土鉱物を原料とし
て用いると、得られる触媒の活性が不十分となることが
ある。また、原料として用いる活性化粘土鉱物の平均細
孔直径が2nm未満であると、ミクロ孔と比較し、メソ
孔の割合が不十分となることがある。また、原料として
の活性化粘土鉱物の平均細孔直径が10nmを超える
と、触媒体に十分なメソ孔を導入できなくなることがあ
る。これは、触媒調製時に必要に応じて行われる水熱処
理等の種々の処理により、あるいは平衡化触媒になる過
程などにおいて、粘土層のスタックなどにより細孔直径
が原料時より大きくなることがあり、その結果、触媒体
中のメソ孔の割合が減少してしまうことがあるからであ
る。
性化された粘土鉱物としては、通常、全比表面積が15
0m2/g以上、好ましくは250m2/g以上の範囲に
あり、平均細孔直径が2〜10nm、好ましくは2〜6
nmの範囲にあるものを用いることが好ましい。全比表
面積が150m2/g未満の活性化粘土鉱物を原料とし
て用いると、得られる触媒の活性が不十分となることが
ある。また、原料として用いる活性化粘土鉱物の平均細
孔直径が2nm未満であると、ミクロ孔と比較し、メソ
孔の割合が不十分となることがある。また、原料として
の活性化粘土鉱物の平均細孔直径が10nmを超える
と、触媒体に十分なメソ孔を導入できなくなることがあ
る。これは、触媒調製時に必要に応じて行われる水熱処
理等の種々の処理により、あるいは平衡化触媒になる過
程などにおいて、粘土層のスタックなどにより細孔直径
が原料時より大きくなることがあり、その結果、触媒体
中のメソ孔の割合が減少してしまうことがあるからであ
る。
【0030】前記したように、本発明においては、触媒
体の活性のコントロールを目的として、活性成分として
更にゼオライトを用いてもよい。ゼオライトを用いるこ
とにより、ミクロ孔が付与できるので、軽質分子(ミク
ロ孔に入れる比較的小さな炭化水素分子)の得率を向上
させることができるという効果がある。
体の活性のコントロールを目的として、活性成分として
更にゼオライトを用いてもよい。ゼオライトを用いるこ
とにより、ミクロ孔が付与できるので、軽質分子(ミク
ロ孔に入れる比較的小さな炭化水素分子)の得率を向上
させることができるという効果がある。
【0031】ここで、必要に応じて調製原料として使用
するゼオライトとしては、例えば、X型ゼオライト、Y
型ゼオライト若しくは超安定Y型ゼオライト(US
Y)、L型ゼオライト、モルデナイト、ZSM−5型ゼ
オライト、オメガゼオライト、ベータゼオライト等の各
種の構造の合成ゼオライトが適用され、場合に応じて適
宜、天然ゼオライトも適用されるし、更には、合成ゼオ
ライトと天然ゼオライトを併用する場合もある。なお、
ZSM−5型ゼオライトとしては、例えば、ZSM−
5、ZSM−11、ZSM−5とZSM−11の複合
体、シリカライト、シリカライト−2、ガロシリケー
ト、フェロシリケート、ガロアルミノシリケート等の各
種のメタロシリケート類(MFIゼオライト類)などを
挙げることができる。
するゼオライトとしては、例えば、X型ゼオライト、Y
型ゼオライト若しくは超安定Y型ゼオライト(US
Y)、L型ゼオライト、モルデナイト、ZSM−5型ゼ
オライト、オメガゼオライト、ベータゼオライト等の各
種の構造の合成ゼオライトが適用され、場合に応じて適
宜、天然ゼオライトも適用されるし、更には、合成ゼオ
ライトと天然ゼオライトを併用する場合もある。なお、
ZSM−5型ゼオライトとしては、例えば、ZSM−
5、ZSM−11、ZSM−5とZSM−11の複合
体、シリカライト、シリカライト−2、ガロシリケー
ト、フェロシリケート、ガロアルミノシリケート等の各
種のメタロシリケート類(MFIゼオライト類)などを
挙げることができる。
【0032】これら各種のゼオライトのうち具体的にど
のような種類及び組成のゼオライトを使用するかは、対
象とする原料油の種類やプロセスの目的等に応じて適宜
選定すればよい。その際、同じ種類(構造)のゼオライ
トの場合にも、活性や選択性、コーク生成速度、耐水熱
性等の諸条件を考慮して、最適な組成(SiO2/Al2
O3比やカチオンの種類やその交換率等)のものが選定
され、特に、アルミノシリケート系ゼオライトの場合に
は、脱アルミニウム処理を施したものが好適に使用され
る。
のような種類及び組成のゼオライトを使用するかは、対
象とする原料油の種類やプロセスの目的等に応じて適宜
選定すればよい。その際、同じ種類(構造)のゼオライ
トの場合にも、活性や選択性、コーク生成速度、耐水熱
性等の諸条件を考慮して、最適な組成(SiO2/Al2
O3比やカチオンの種類やその交換率等)のものが選定
され、特に、アルミノシリケート系ゼオライトの場合に
は、脱アルミニウム処理を施したものが好適に使用され
る。
【0033】この脱アルミニウム処理は、例えば、スチ
ーミング処理、酸処理、キレート処理等の公知の手法等
の各種の手法によって行うことができ、例えば、スチー
ミング処理後に酸処理を行うなど複数の手法を組み合わ
せて行ってもよい。
ーミング処理、酸処理、キレート処理等の公知の手法等
の各種の手法によって行うことができ、例えば、スチー
ミング処理後に酸処理を行うなど複数の手法を組み合わ
せて行ってもよい。
【0034】このように、場合に応じて適当なゼオライ
トを選定すればよいのであるが、中でも、通常は、Y型
ゼオライトやこれに適当な脱アルミニウム処理を施した
ものが好適に使用され、特に、活性及び耐水熱性等の点
から超安定Y型ゼオライト(USY)が好ましい。な
お、この超安定Y型ゼオライト(USY)は、Y型ゼオ
ライトの脱アルミニウム処理によるUSY化によって調
製されるが、その脱アルミニウム処理(USY化)の方
法としても各種の方法が適用可能であるが、通常は、ス
チーミング処理あるいはスチーミング処理後に酸処理を
する方法が好適に採用される。
トを選定すればよいのであるが、中でも、通常は、Y型
ゼオライトやこれに適当な脱アルミニウム処理を施した
ものが好適に使用され、特に、活性及び耐水熱性等の点
から超安定Y型ゼオライト(USY)が好ましい。な
お、この超安定Y型ゼオライト(USY)は、Y型ゼオ
ライトの脱アルミニウム処理によるUSY化によって調
製されるが、その脱アルミニウム処理(USY化)の方
法としても各種の方法が適用可能であるが、通常は、ス
チーミング処理あるいはスチーミング処理後に酸処理を
する方法が好適に採用される。
【0035】いずれにしても、これらのゼオライトは、
十分な酸触媒機能が発揮されるように十分な酸性質を有
する形態で使用される。すなわち、合成ゼオライトは、
通常、Na型やK型等のアルカリ金属型のものとして合
成されるし、また、天然ゼオライトもアルカリ金属型の
ものとして入手されるものが多いが、そのような場合に
は、それらのアルカリ金属イオンの一部又はすべてを、
H+やNH + 4等のアンモニウムイオン、アルカリ金属以
外の適当な金属イオン等の活性カチオンに、イオン交換
法等によって交換し、所望の触媒機能が発揮できるよう
な形態で使用する。
十分な酸触媒機能が発揮されるように十分な酸性質を有
する形態で使用される。すなわち、合成ゼオライトは、
通常、Na型やK型等のアルカリ金属型のものとして合
成されるし、また、天然ゼオライトもアルカリ金属型の
ものとして入手されるものが多いが、そのような場合に
は、それらのアルカリ金属イオンの一部又はすべてを、
H+やNH + 4等のアンモニウムイオン、アルカリ金属以
外の適当な金属イオン等の活性カチオンに、イオン交換
法等によって交換し、所望の触媒機能が発揮できるよう
な形態で使用する。
【0036】前記アルカリ金属イオン以外の金属イオン
としては、例えば、Ca2+、Mg2+等のアルカリ土類金
属イオン、La3+、Ce3+等の希土類金属(RE)イオ
ン、Zn2+、Ga3+、Al3+等の還元されにくい各種の
多価金属イオン、あるいは、還元されやすい各種の遷移
金属イオン(例えば、Pt、Rh、Ru、Ir、Pd、
Fe、Ni、Co、Cu、Ag等のイオンや錯イオンな
ど)を挙げることができる。
としては、例えば、Ca2+、Mg2+等のアルカリ土類金
属イオン、La3+、Ce3+等の希土類金属(RE)イオ
ン、Zn2+、Ga3+、Al3+等の還元されにくい各種の
多価金属イオン、あるいは、還元されやすい各種の遷移
金属イオン(例えば、Pt、Rh、Ru、Ir、Pd、
Fe、Ni、Co、Cu、Ag等のイオンや錯イオンな
ど)を挙げることができる。
【0037】これら各種の活性カチオン交換ゼオライト
の中でも、特に、H型若しくはNH 4型のものなど、十
分なプロトン酸性質を有する形態のものが好適に使用さ
れるが、必ずしもこれらに限定されるものではなく、場
合に応じて様々な活性カチオンを有するゼオライトが適
用されるし、2種以上の活性カチオンを有するものも適
用される。
の中でも、特に、H型若しくはNH 4型のものなど、十
分なプロトン酸性質を有する形態のものが好適に使用さ
れるが、必ずしもこれらに限定されるものではなく、場
合に応じて様々な活性カチオンを有するゼオライトが適
用されるし、2種以上の活性カチオンを有するものも適
用される。
【0038】なお、NH + 4等のアンモニウムイオンで
交換されたものは、反応前の高温焼成や前処理段階で、
あるいは反応時の高温によってH+交換型に変化する
し、また、還元されやすい金属イオンの場合には、H2
処理や反応時の炭化水素や水素等の作用でその一部若し
くは全部が金属に還元されH+型に変化し、酸−金属二
元機能型になることが知られている。
交換されたものは、反応前の高温焼成や前処理段階で、
あるいは反応時の高温によってH+交換型に変化する
し、また、還元されやすい金属イオンの場合には、H2
処理や反応時の炭化水素や水素等の作用でその一部若し
くは全部が金属に還元されH+型に変化し、酸−金属二
元機能型になることが知られている。
【0039】前記ゼオライトには、必要に応じて更に、
例えば、Ga2O3等の所望の活性成分を、含浸法等によ
って担持してもよい。
例えば、Ga2O3等の所望の活性成分を、含浸法等によ
って担持してもよい。
【0040】本発明の触媒体の製造原料として用いるゼ
オライトとしては、通常、全比表面積が300〜1,0
00m2/g、好ましくは400〜900m2/gの範囲
にあるものを用いることが好ましい。全比表面積が30
0m2/g未満のゼオライトを原料として用いると、目
的とする軽質溜分が十分に得られなくなることがあり、
ゼオライト使用の効果が得られなくなることがある。全
比表面積が1,000m2/gを超えるゼオライトを原
料として用いると、ゼオライトの活性の寄与が高くな
り、過分解が進行し、ガスが多く生成するという不都合
が生じる場合がある。
オライトとしては、通常、全比表面積が300〜1,0
00m2/g、好ましくは400〜900m2/gの範囲
にあるものを用いることが好ましい。全比表面積が30
0m2/g未満のゼオライトを原料として用いると、目
的とする軽質溜分が十分に得られなくなることがあり、
ゼオライト使用の効果が得られなくなることがある。全
比表面積が1,000m2/gを超えるゼオライトを原
料として用いると、ゼオライトの活性の寄与が高くな
り、過分解が進行し、ガスが多く生成するという不都合
が生じる場合がある。
【0041】なお、これらのゼオライトは、必要に応じ
て、2種以上のものを併用してもよい。
て、2種以上のものを併用してもよい。
【0042】本発明の触媒体は、少なくとも、活性成分
として示した前記活性化された粘土鉱物及び必要に応じ
前記ゼオライトと、マトリックスとからなっている。
として示した前記活性化された粘土鉱物及び必要に応じ
前記ゼオライトと、マトリックスとからなっている。
【0043】ここで、マトリックスとしては、例えば、
シリカ、アルミナ、シリカ−アルミナ、アルミナ−ボリ
ア、チタニア、ジルコニア、マグネシア、シリカ−マグ
ネシア等の耐火酸化物、あるいは、カオリン等の粘土鉱
物類などを挙げることができ、これらは1種又は2種以
上を適用することができる。これらの中でも、シリカ、
アルミナ、シリカ−アルミナ、アルミナ−ボリア、チタ
ニア、ジルコニア、チタニア又はカオリン粘土、あるい
は、これらのうちの1種又は2種以上からなるものが好
適に使用される。中でも特に、アルミナ若しくはアルミ
ナ系のものが好適になる場合が多く、特に、アルミナを
含有させることが好ましい。
シリカ、アルミナ、シリカ−アルミナ、アルミナ−ボリ
ア、チタニア、ジルコニア、マグネシア、シリカ−マグ
ネシア等の耐火酸化物、あるいは、カオリン等の粘土鉱
物類などを挙げることができ、これらは1種又は2種以
上を適用することができる。これらの中でも、シリカ、
アルミナ、シリカ−アルミナ、アルミナ−ボリア、チタ
ニア、ジルコニア、チタニア又はカオリン粘土、あるい
は、これらのうちの1種又は2種以上からなるものが好
適に使用される。中でも特に、アルミナ若しくはアルミ
ナ系のものが好適になる場合が多く、特に、アルミナを
含有させることが好ましい。
【0044】本発明の触媒体の調製原料として用いられ
るマトリックスとしては、通常、平均細孔直径が4〜1
2nm、好ましくは6〜10nmの範囲にあり、かつ全
比表面積が高いもの程好ましい。全比表面積の好ましい
範囲は、通常、250m2/g以上、好ましくは250
〜450m2/gである。原料として用いるマトリック
スの平均細孔直径が4nm未満であると、触媒体に十分
なメソ孔を導入できなくなることがある。また、原料マ
トリックスの平均細孔直径が12nmを超えても、触媒
体に十分なメソ孔を導入できなくなることがある。これ
は、触媒調製時に必要に応じて行われる水熱処理等の種
々の処理により、あるいは平衡化触媒になる過程などに
おいて、一次粒子の凝集などにより細孔直径が原料時よ
り大きくなることがあり、その結果、触媒体中のメソ孔
の割合が減少してしまうことがあるからである。
るマトリックスとしては、通常、平均細孔直径が4〜1
2nm、好ましくは6〜10nmの範囲にあり、かつ全
比表面積が高いもの程好ましい。全比表面積の好ましい
範囲は、通常、250m2/g以上、好ましくは250
〜450m2/gである。原料として用いるマトリック
スの平均細孔直径が4nm未満であると、触媒体に十分
なメソ孔を導入できなくなることがある。また、原料マ
トリックスの平均細孔直径が12nmを超えても、触媒
体に十分なメソ孔を導入できなくなることがある。これ
は、触媒調製時に必要に応じて行われる水熱処理等の種
々の処理により、あるいは平衡化触媒になる過程などに
おいて、一次粒子の凝集などにより細孔直径が原料時よ
り大きくなることがあり、その結果、触媒体中のメソ孔
の割合が減少してしまうことがあるからである。
【0045】ただし、マトリックスとして上記の好まし
い平均細孔直径及び全比表面積の範囲外であるものを用
いた場合でも、活性粘土鉱物として全比表面積の高いも
のを他方の原料として用いることにより、本発明に必要
とされる細孔分布を有する触媒体を得ることができる。
その際、原料としての活性粘土鉱物としては、通常、全
比表面積が450m2/g以上のものを用いることが望
ましい。このように高比表面積の活性粘土鉱物を用いる
場合であっても、本発明の細孔特性を満足する触媒体を
得るためには、通常、平均細孔直径が2〜10nm、好
ましくは2〜6nmの活性粘土鉱物を用いることが望ま
しい。
い平均細孔直径及び全比表面積の範囲外であるものを用
いた場合でも、活性粘土鉱物として全比表面積の高いも
のを他方の原料として用いることにより、本発明に必要
とされる細孔分布を有する触媒体を得ることができる。
その際、原料としての活性粘土鉱物としては、通常、全
比表面積が450m2/g以上のものを用いることが望
ましい。このように高比表面積の活性粘土鉱物を用いる
場合であっても、本発明の細孔特性を満足する触媒体を
得るためには、通常、平均細孔直径が2〜10nm、好
ましくは2〜6nmの活性粘土鉱物を用いることが望ま
しい。
【0046】本発明の触媒体を構成する前記活性成分
(活性化された粘土鉱物及び必要に応じて用いられるゼ
オライト)と前記マトリックスの割合としては、該活性
成分と該マトリックス成分の合計量を100重量部とし
て、該活性成分が5〜80重量部、好ましくは10〜6
0重量部、該マトリックスが95〜20重量部、好まし
くは90〜40重量部の範囲になるように選定すること
が好ましい。ここで、該活性成分の割合が、5重量部未
満であると十分な触媒活性が得られないし、一方、該マ
トリックスの割合が20重量部未満であると、十分な成
型性が得られなくなるなどの支障を生じやすい。
(活性化された粘土鉱物及び必要に応じて用いられるゼ
オライト)と前記マトリックスの割合としては、該活性
成分と該マトリックス成分の合計量を100重量部とし
て、該活性成分が5〜80重量部、好ましくは10〜6
0重量部、該マトリックスが95〜20重量部、好まし
くは90〜40重量部の範囲になるように選定すること
が好ましい。ここで、該活性成分の割合が、5重量部未
満であると十分な触媒活性が得られないし、一方、該マ
トリックスの割合が20重量部未満であると、十分な成
型性が得られなくなるなどの支障を生じやすい。
【0047】なお、活性成分として粘土鉱物とゼオライ
トとを用いる場合、ゼオライト使用の効果を得るために
は、該活性成分におけるゼオライトの割合は、活性成分
の合計量を100重量部としてゼオライトが10〜75
重量部、好ましくは20〜50重量部の範囲になるよう
に選定することが好ましい。ゼオライトの量が10重量
部未満では、上記したゼオライト使用の効果が不十分と
なることがあり、また75重量部を超えると、ゼオライ
トによって形成されるミクロ孔の割合が大きくなり、メ
ソ孔が十分に確保できなくなることがある。
トとを用いる場合、ゼオライト使用の効果を得るために
は、該活性成分におけるゼオライトの割合は、活性成分
の合計量を100重量部としてゼオライトが10〜75
重量部、好ましくは20〜50重量部の範囲になるよう
に選定することが好ましい。ゼオライトの量が10重量
部未満では、上記したゼオライト使用の効果が不十分と
なることがあり、また75重量部を超えると、ゼオライ
トによって形成されるミクロ孔の割合が大きくなり、メ
ソ孔が十分に確保できなくなることがある。
【0048】本発明の触媒体は、前記のように使用目的
に応じて選定された、少なくとも1種の活性成分と少な
くとも1種のマトリックスによって構成されているが、
該触媒体は、いずれにしても、少なくとも所定の反応に
実質的に適用する時点で、特に反応あるいは反応と再生
を繰り返し平衡化触媒とみなされた時点で、次のような
を特定の細孔分布を有することが肝要である。すなわ
ち、本発明の触媒体は、そのように実際のプロセスに用
いる段階で該触媒体における直径60nm以下の細孔容
積(VA)に対する直径2〜10nmの細孔容積(V
B)の比率[VB/VA]が0.35以上、好ましく
は、0.40〜0.90となるように調製する。ここ
で、もし、その比率[VB/VA]が0.35未満であ
ると、メソ孔の割合が不十分であるため重質油若しくは
重質な炭化水素成分の分解が十分に有効に行われないた
め、特に、重質油や重質留分を多く含む原料油の分解活
性(特にガソリン留分や分解軽油留分等の有用留分への
転化率及び選択率等)が不十分となるし、また、コーク
生成が多くなるなどの問題も生じることがある。
に応じて選定された、少なくとも1種の活性成分と少な
くとも1種のマトリックスによって構成されているが、
該触媒体は、いずれにしても、少なくとも所定の反応に
実質的に適用する時点で、特に反応あるいは反応と再生
を繰り返し平衡化触媒とみなされた時点で、次のような
を特定の細孔分布を有することが肝要である。すなわ
ち、本発明の触媒体は、そのように実際のプロセスに用
いる段階で該触媒体における直径60nm以下の細孔容
積(VA)に対する直径2〜10nmの細孔容積(V
B)の比率[VB/VA]が0.35以上、好ましく
は、0.40〜0.90となるように調製する。ここ
で、もし、その比率[VB/VA]が0.35未満であ
ると、メソ孔の割合が不十分であるため重質油若しくは
重質な炭化水素成分の分解が十分に有効に行われないた
め、特に、重質油や重質留分を多く含む原料油の分解活
性(特にガソリン留分や分解軽油留分等の有用留分への
転化率及び選択率等)が不十分となるし、また、コーク
生成が多くなるなどの問題も生じることがある。
【0049】但し、こうした特定の細孔分布は、上記し
たように、本発明の触媒体を実際にプロセスに適用する
段階で実現されていればよく、したがって、触媒の調製
段階や最初に用いるフレッシュな触媒の段階、あるいは
平衡化触媒となる前の段階においては、必ずしも、上記
のような特定の細孔分布を有していなくてもよい。
たように、本発明の触媒体を実際にプロセスに適用する
段階で実現されていればよく、したがって、触媒の調製
段階や最初に用いるフレッシュな触媒の段階、あるいは
平衡化触媒となる前の段階においては、必ずしも、上記
のような特定の細孔分布を有していなくてもよい。
【0050】なお、実際に用いる段階で該触媒体が前記
所定の細孔分布を有するかどうかは、予備実験あるいは
予備的な実用テスト等によって容易に判定することがで
き、例えば、実験室おいて実用プロセスに適合した適当
な条件で触媒体サンプルの疑似的な平衡化処理を行い、
その細孔分布を測定して、その結果から適宜判断すれば
よい。こうした点を実験室において的確に予測・判定す
る手法としては、例えば、触媒体サンプルを100%の
スチーム雰囲気中において、760℃で6時間処理し、
得られた疑似平衡化触媒の細孔分布を測定し、前記比率
[VB/VA]が0.35以上であるかどうかを調べる
方法が好適に採用される。
所定の細孔分布を有するかどうかは、予備実験あるいは
予備的な実用テスト等によって容易に判定することがで
き、例えば、実験室おいて実用プロセスに適合した適当
な条件で触媒体サンプルの疑似的な平衡化処理を行い、
その細孔分布を測定して、その結果から適宜判断すれば
よい。こうした点を実験室において的確に予測・判定す
る手法としては、例えば、触媒体サンプルを100%の
スチーム雰囲気中において、760℃で6時間処理し、
得られた疑似平衡化触媒の細孔分布を測定し、前記比率
[VB/VA]が0.35以上であるかどうかを調べる
方法が好適に採用される。
【0051】なお、前記比率[VB/VA]の測定・評
価は、所定の触媒体のサンプルの細孔分布を、細孔分布
測定装置ベルソーブ28(日本ベル社製)を用いて窒素
ガス吸着法(B.J.H.法)で測定し、その細孔分布
データから対応するそれぞれの細孔容積VB及びVAを
計算し、その比率を求めることによってなされたものと
する。ここで、VB及びVAの計算は、常法に従って、
それぞれ以下のようにしてなされたものであり、下記の
各細孔容積の単位は例えばm3/g−触媒体に統一する
ものとする。
価は、所定の触媒体のサンプルの細孔分布を、細孔分布
測定装置ベルソーブ28(日本ベル社製)を用いて窒素
ガス吸着法(B.J.H.法)で測定し、その細孔分布
データから対応するそれぞれの細孔容積VB及びVAを
計算し、その比率を求めることによってなされたものと
する。ここで、VB及びVAの計算は、常法に従って、
それぞれ以下のようにしてなされたものであり、下記の
各細孔容積の単位は例えばm3/g−触媒体に統一する
ものとする。
【0052】VA=直径60nm以下の細孔に基づく細
孔容積 VB=直径2〜10nmの細孔に基づく細孔容積 =(直径10nm以下の細孔に基づく細孔容積)−(直
径2nm以下の細孔に基づく細孔容積)
孔容積 VB=直径2〜10nmの細孔に基づく細孔容積 =(直径10nm以下の細孔に基づく細孔容積)−(直
径2nm以下の細孔に基づく細孔容積)
【0053】本発明の触媒体は、上記のように所定の組
成及び物性を有するものとして調製されるならば、どの
ような方法によって調製してもよいが、通常は、前記活
性成分となる適当な粘土鉱物(又は粘土鉱物とゼオライ
ト)と所定のマトリックス成分となる適当な性状のマト
リックス材料をそれぞれ調製原料として用いて、少なく
ともこれらを所定の割合で、例えば、湿式混練法等によ
って十分に混合し、その後、適宜、予備乾燥、成型若し
くは造粒、焼成、前処理等の適当な処理を施すことによ
って容易に得ることができる。その際、粘土鉱物の活性
化やゼオライトのスチーミング処理等の脱アルミニウム
処理は、一般にその調製段階における適当な時点で行っ
てもよいが、通常は、予め行ったものを調製原料として
用いる方が操作が簡単となるし、触媒特性の調整が容易
となる。
成及び物性を有するものとして調製されるならば、どの
ような方法によって調製してもよいが、通常は、前記活
性成分となる適当な粘土鉱物(又は粘土鉱物とゼオライ
ト)と所定のマトリックス成分となる適当な性状のマト
リックス材料をそれぞれ調製原料として用いて、少なく
ともこれらを所定の割合で、例えば、湿式混練法等によ
って十分に混合し、その後、適宜、予備乾燥、成型若し
くは造粒、焼成、前処理等の適当な処理を施すことによ
って容易に得ることができる。その際、粘土鉱物の活性
化やゼオライトのスチーミング処理等の脱アルミニウム
処理は、一般にその調製段階における適当な時点で行っ
てもよいが、通常は、予め行ったものを調製原料として
用いる方が操作が簡単となるし、触媒特性の調整が容易
となる。
【0054】なお、いずれにしても、目的とするプロセ
スにおいて所望の十分な触媒性能(活性、選択性、耐水
熱性等)が発揮されるように、最適な調製原料を選定す
ることになる。その際、前記特定の細孔分布(比率[V
B/VA]の範囲)を実現すべく適当な調製手法を用い
ることが重要であるが、特に、マトリックス原料の選定
が不適当であると所望の細孔分布(比率[VB/V
A])の実現が困難となり、例えば、マトリックス原料
としてアルミナ微粒子を用いる場合にも、そのアルミナ
微粒子の性状(特にその細孔分布や粒径分布)が不適当
であるとその実現が困難となるので注意を要する。マト
リックス原料の選定は、特に、この点も考慮して最適な
物性を有するものを選定することが肝要である。
スにおいて所望の十分な触媒性能(活性、選択性、耐水
熱性等)が発揮されるように、最適な調製原料を選定す
ることになる。その際、前記特定の細孔分布(比率[V
B/VA]の範囲)を実現すべく適当な調製手法を用い
ることが重要であるが、特に、マトリックス原料の選定
が不適当であると所望の細孔分布(比率[VB/V
A])の実現が困難となり、例えば、マトリックス原料
としてアルミナ微粒子を用いる場合にも、そのアルミナ
微粒子の性状(特にその細孔分布や粒径分布)が不適当
であるとその実現が困難となるので注意を要する。マト
リックス原料の選定は、特に、この点も考慮して最適な
物性を有するものを選定することが肝要である。
【0055】以上のようにして調製された本発明の接触
分解用触媒体の場合には、重質分子(重質油等に多く含
まれる比較的大きな炭化水素分子)の粗分解の促進に有
効なメソ孔の付与が主としてマトリックス原料の選定に
よってなされており、該メソ孔のほとんどはマトリック
ス自体が有するメソ孔と、マトリックス微粒子と活性成
分(活性化された粘土鉱物やゼオライト)の微粒子との
接触、活性成分同士の接触によって生じるメソ孔に由来
するので、比較的軽質な炭化水素の分解に有効なこれら
活性成分の構造や優れた触媒機能を損なうことなく、所
望のメソ孔を十分にかつ容易に付与することができると
いう利点を有している。
分解用触媒体の場合には、重質分子(重質油等に多く含
まれる比較的大きな炭化水素分子)の粗分解の促進に有
効なメソ孔の付与が主としてマトリックス原料の選定に
よってなされており、該メソ孔のほとんどはマトリック
ス自体が有するメソ孔と、マトリックス微粒子と活性成
分(活性化された粘土鉱物やゼオライト)の微粒子との
接触、活性成分同士の接触によって生じるメソ孔に由来
するので、比較的軽質な炭化水素の分解に有効なこれら
活性成分の構造や優れた触媒機能を損なうことなく、所
望のメソ孔を十分にかつ容易に付与することができると
いう利点を有している。
【0056】すなわち、本発明の接触分解用触媒体は、
メソ孔内において重質炭化水素のLCO留分等への分解
が効率よく促進され、しかも重質油を原料油としてもコ
ークの生成量が比較的少なく、また、活性成分として例
えばカチオン交換スチブンサイトやUSY等の耐水熱性
にも優れたものを用いることによってその使用寿命を十
分に確保することができるなど、実用触媒として十分な
優れた触媒性能を有している。
メソ孔内において重質炭化水素のLCO留分等への分解
が効率よく促進され、しかも重質油を原料油としてもコ
ークの生成量が比較的少なく、また、活性成分として例
えばカチオン交換スチブンサイトやUSY等の耐水熱性
にも優れたものを用いることによってその使用寿命を十
分に確保することができるなど、実用触媒として十分な
優れた触媒性能を有している。
【0057】したがって、本発明の触媒体は、例えばナ
フサ、灯油、常圧軽油、減圧軽油、常圧残油、石炭液化
油等の、比較的軽質な炭化水素留分から重質な炭化水素
留分に及ぶ広い沸点範囲の炭化水素油の接触分解反応に
有効であり、特に、常圧軽油等の軽油類等から主として
ガソリン留分の製造を目的とする通常の流動接触分解
(FCC、RFCC)プロセス用触媒としてのみなら
ず、常圧残油や減圧軽油等の重質な原料油あるいはその
ような重質な炭化水素類を多く含む原料油から主として
ガソリン留分(FG)や分解軽油(LCO)の製造を目
的とする流動接触分解(FCC、RFCC)プロセス用
触媒として有利に利用することができる。
フサ、灯油、常圧軽油、減圧軽油、常圧残油、石炭液化
油等の、比較的軽質な炭化水素留分から重質な炭化水素
留分に及ぶ広い沸点範囲の炭化水素油の接触分解反応に
有効であり、特に、常圧軽油等の軽油類等から主として
ガソリン留分の製造を目的とする通常の流動接触分解
(FCC、RFCC)プロセス用触媒としてのみなら
ず、常圧残油や減圧軽油等の重質な原料油あるいはその
ような重質な炭化水素類を多く含む原料油から主として
ガソリン留分(FG)や分解軽油(LCO)の製造を目
的とする流動接触分解(FCC、RFCC)プロセス用
触媒として有利に利用することができる。
【0058】次に、本発明の接触分解用触媒体の好適な
適用例として、本発明の接触分解方法について説明す
る。
適用例として、本発明の接触分解方法について説明す
る。
【0059】II.炭化水素の接触分解方法 本発明の、炭化水素の接触分解方法は、沸点がナフサ留
分以上の炭化水素を、上記本発明の接触分解用触媒体に
接触させることを特徴としており、これによって原料炭
化水素をより軽質で有用な留分に効率よく転化する。
分以上の炭化水素を、上記本発明の接触分解用触媒体に
接触させることを特徴としており、これによって原料炭
化水素をより軽質で有用な留分に効率よく転化する。
【0060】ここで、用いる触媒は、反応原料やプロセ
スの条件や目的等に応じて、前記本発明の触媒体の中か
ら適宜、適切なもの、最適なものを選定すればよい。な
お、一般に、前記各種の本発明の触媒体の中でも、どの
ような構成の触媒体が好ましいかは前記した通りである
ので、それらを参考にして、適切なもの、最適なものを
調製し、それらを適用すればよい。その際、必要に応じ
て、2種以上の本発明の触媒体を混合物等として併用し
てもよいし、あるいはまた、前記本発明の触媒体と本発
明の触媒体以外の触媒体を混合して用いるなどそれらを
併用してもよい。
スの条件や目的等に応じて、前記本発明の触媒体の中か
ら適宜、適切なもの、最適なものを選定すればよい。な
お、一般に、前記各種の本発明の触媒体の中でも、どの
ような構成の触媒体が好ましいかは前記した通りである
ので、それらを参考にして、適切なもの、最適なものを
調製し、それらを適用すればよい。その際、必要に応じ
て、2種以上の本発明の触媒体を混合物等として併用し
てもよいし、あるいはまた、前記本発明の触媒体と本発
明の触媒体以外の触媒体を混合して用いるなどそれらを
併用してもよい。
【0061】反応原料としては、沸点がナフサ留分以上
の炭化水素を用いるが、これらは一般に、単一の炭化水
素として供給してもよいし、任意の割合の2種以上の炭
化水素混合物として供給してもよいが、通常は、原料油
として、例えば、ナフサ、灯油、常圧軽油、減圧軽油、
常圧残油等の各留分あるいはそれらの混合物が使用され
る。これらの中でも、減圧軽油や常圧残油あるいはこれ
らの混合物、更には減圧軽油や常圧残油を主成分とする
混合留分など重質な原料油が好適に使用され、特に、減
圧軽油や常圧残油が好適に使用される。というのは、本
発明の触媒体は、前記したように、一般に、上記のよう
な沸点がナフサ留分以上の炭化水素の接触分解に有効で
あるが、減圧軽油や常圧残油等の重質油の接触分解(特
に流動接触分解プロセス)に適用した際にその優れた触
媒性能が特に効果的に発揮され、それらの重質な炭化水
素油から付加価値の高いガソリン留分(FG)や分解軽
油(LCO)等の有用炭化水素留分を効率よく生産する
ことができるからである。なお、減圧軽油や常圧残油等
の原料油は、通常行われるように適宜脱硫や脱金属等の
前処理を施して触媒層に供給することが望ましい。
の炭化水素を用いるが、これらは一般に、単一の炭化水
素として供給してもよいし、任意の割合の2種以上の炭
化水素混合物として供給してもよいが、通常は、原料油
として、例えば、ナフサ、灯油、常圧軽油、減圧軽油、
常圧残油等の各留分あるいはそれらの混合物が使用され
る。これらの中でも、減圧軽油や常圧残油あるいはこれ
らの混合物、更には減圧軽油や常圧残油を主成分とする
混合留分など重質な原料油が好適に使用され、特に、減
圧軽油や常圧残油が好適に使用される。というのは、本
発明の触媒体は、前記したように、一般に、上記のよう
な沸点がナフサ留分以上の炭化水素の接触分解に有効で
あるが、減圧軽油や常圧残油等の重質油の接触分解(特
に流動接触分解プロセス)に適用した際にその優れた触
媒性能が特に効果的に発揮され、それらの重質な炭化水
素油から付加価値の高いガソリン留分(FG)や分解軽
油(LCO)等の有用炭化水素留分を効率よく生産する
ことができるからである。なお、減圧軽油や常圧残油等
の原料油は、通常行われるように適宜脱硫や脱金属等の
前処理を施して触媒層に供給することが望ましい。
【0062】ここで使用する反応装置及び反応方式とし
ては、特に制限はなく、従来のこの種の石油系炭化水素
の接触分解法に常用されるものを適宜充当することがで
きる。実際、この接触分解は、例えば、固定床、移動
床、流動床(FCC、RFCC)など様々な装置及び方
式によって行うことができる。なお、流動床の場合に
は、ライザー方式を併用するものや、オールライザー方
式のものでもよく、例えば、HOCプロセスやRCCプ
ロセスに使用されるような装置を充当させてもよい。す
なわち、本発明で言う流動接触分解(FCCやRFC
C)は、このように広義の意味に解釈してよい。
ては、特に制限はなく、従来のこの種の石油系炭化水素
の接触分解法に常用されるものを適宜充当することがで
きる。実際、この接触分解は、例えば、固定床、移動
床、流動床(FCC、RFCC)など様々な装置及び方
式によって行うことができる。なお、流動床の場合に
は、ライザー方式を併用するものや、オールライザー方
式のものでもよく、例えば、HOCプロセスやRCCプ
ロセスに使用されるような装置を充当させてもよい。す
なわち、本発明で言う流動接触分解(FCCやRFC
C)は、このように広義の意味に解釈してよい。
【0063】これらの中でも特に、流動接触分解(FC
C、RFCC)プロセスによる連続生産方式を適用する
ことが好ましい。なお、一般に、流動接触分解プロセス
においては、使用する触媒には高い耐水熱性が要求され
るので、この点も考慮して適切なあるいは最適な触媒体
を適用することが望ましい。
C、RFCC)プロセスによる連続生産方式を適用する
ことが好ましい。なお、一般に、流動接触分解プロセス
においては、使用する触媒には高い耐水熱性が要求され
るので、この点も考慮して適切なあるいは最適な触媒体
を適用することが望ましい。
【0064】前記流動接触分解等における反応温度は、
通常、390〜710℃、好ましくは、420〜600
℃の範囲の温度に選定するのが適当である。390℃未
満では反応速度が遅く十分な転化率が得られないことが
あり、一方、710℃を超えると過分解が著しくなり、
付加価値の低い分解ガスの生成量が多くなったり、コー
キングによる活性低下が起りやすくなるなどの支障をき
たすことがある。
通常、390〜710℃、好ましくは、420〜600
℃の範囲の温度に選定するのが適当である。390℃未
満では反応速度が遅く十分な転化率が得られないことが
あり、一方、710℃を超えると過分解が著しくなり、
付加価値の低い分解ガスの生成量が多くなったり、コー
キングによる活性低下が起りやすくなるなどの支障をき
たすことがある。
【0065】反応圧力は、通常、0〜11kg/cm2
G、好ましくは、0〜4.0kg/cm2Gの範囲に選
定するのが適当である。反応圧力が11kg/cm2G
を超えると、反応器の材質等の点で効率的な運転が困難
となることがある。
G、好ましくは、0〜4.0kg/cm2Gの範囲に選
定するのが適当である。反応圧力が11kg/cm2G
を超えると、反応器の材質等の点で効率的な運転が困難
となることがある。
【0066】以上のようにして、前記例示の各種の炭化
水素留分等の所定の原料炭化水素から、付加価値の高い
中間留分等の有用留分を高い収率で効率よく製造するこ
とができ、特に、例えば減圧軽油や常圧残油等の重質油
の流動接触分解によって、特に付加価値の高いガソリン
留分(FG)及び分解軽油(LCO)を高収率で効率よ
く連続生産する得ることができる。もちろん、その際、
LPG留分等の他の留分も得られる。こうした生成物の
組成は、反応条件や触媒の選定によって適宜制御するこ
とができるし、また、減圧軽油や常圧残油の流動接触分
解の場合にも、コークの生成量を十分に低減することが
できる。
水素留分等の所定の原料炭化水素から、付加価値の高い
中間留分等の有用留分を高い収率で効率よく製造するこ
とができ、特に、例えば減圧軽油や常圧残油等の重質油
の流動接触分解によって、特に付加価値の高いガソリン
留分(FG)及び分解軽油(LCO)を高収率で効率よ
く連続生産する得ることができる。もちろん、その際、
LPG留分等の他の留分も得られる。こうした生成物の
組成は、反応条件や触媒の選定によって適宜制御するこ
とができるし、また、減圧軽油や常圧残油の流動接触分
解の場合にも、コークの生成量を十分に低減することが
できる。
【0067】
【実施例】以下に、本発明を実施例及び比較例等によっ
て、より具体的に説明するが、本発明は、これらの実施
例に限定されるものではない。
て、より具体的に説明するが、本発明は、これらの実施
例に限定されるものではない。
【0068】なお、それの実施例及び比較例に先駆け
て、触媒体あるいはその前駆体の製造例を示す。表1に
示す水熱処理は、各製造例において用いた粘土鉱物、ゼ
オライト及びマトリックス自体のフレッシュな状態と擬
似平衡化した状態とにおける平均細孔直径の変化を調べ
るために行った。表1中、全比表面積はB.E.T.法
により求め、平均細孔直径はB.J.H.法で求めた0
〜60nmの細孔容積の50%点の細孔直径より求め、
水熱処理の条件は760℃、スチーム 100%、6時
間とした。
て、触媒体あるいはその前駆体の製造例を示す。表1に
示す水熱処理は、各製造例において用いた粘土鉱物、ゼ
オライト及びマトリックス自体のフレッシュな状態と擬
似平衡化した状態とにおける平均細孔直径の変化を調べ
るために行った。表1中、全比表面積はB.E.T.法
により求め、平均細孔直径はB.J.H.法で求めた0
〜60nmの細孔容積の50%点の細孔直径より求め、
水熱処理の条件は760℃、スチーム 100%、6時
間とした。
【0069】製造例1 0.1M AlCl3水溶液2リットルに表1に示すN
a−スチブンサイト(A)(イオナイトT、水澤化学
製)20gを粉末として添加し、室温で2日間放置し
た。その後、溶液を濾過、純水及びアルコールで洗浄し
た後、120℃で空気乾燥した。これを触媒組成物Yと
する。
a−スチブンサイト(A)(イオナイトT、水澤化学
製)20gを粉末として添加し、室温で2日間放置し
た。その後、溶液を濾過、純水及びアルコールで洗浄し
た後、120℃で空気乾燥した。これを触媒組成物Yと
する。
【0070】製造例2 製造例1で得た触媒組成物Yと表1に示すAl2O
3(A)(CataloidAP、触媒化成製)をそれ
ぞれ50重量部づつ、75℃、2時間加熱混練し、その
後、スチーミング処理(760℃、スチーム100%、
6時間)した。これを触媒組成物Aとする。
3(A)(CataloidAP、触媒化成製)をそれ
ぞれ50重量部づつ、75℃、2時間加熱混練し、その
後、スチーミング処理(760℃、スチーム100%、
6時間)した。これを触媒組成物Aとする。
【0071】製造例3 製造例1で得た触媒組成物Yと、製造例2で用いたもの
とは異なる細孔分布を持つAl2O3(B)[表1]をそ
れぞれ50重量部づつ、75℃、2時間加熱混練し、そ
の後、スチーミング処理(760℃、スチーム100
%、6時間)した。これを触媒組成物Bとする。
とは異なる細孔分布を持つAl2O3(B)[表1]をそ
れぞれ50重量部づつ、75℃、2時間加熱混練し、そ
の後、スチーミング処理(760℃、スチーム100
%、6時間)した。これを触媒組成物Bとする。
【0072】製造例4 製造例1で得た触媒組成物Yと、自ら調製した表1に示
す超安定性ゼオライト(USY)及びAl2O3(A)を
それぞれ40重量部、10重量部、50重量部の量で7
5℃、2時間加熱混練し、その後、スチーミング処理
(760℃、スチーム100%、6時間)した。これを
触媒組成物Cとする。
す超安定性ゼオライト(USY)及びAl2O3(A)を
それぞれ40重量部、10重量部、50重量部の量で7
5℃、2時間加熱混練し、その後、スチーミング処理
(760℃、スチーム100%、6時間)した。これを
触媒組成物Cとする。
【0073】製造例5 0.1M AlCl3水溶液2リットルに、製造例1で
用いたものとは細孔容積が異なるNa−スチブンサイト
(B)[表1](イオナイトT、水澤化学製)20gを
粉末として添加し、室温で2日間放置した。その後、溶
液を濾過、純水及びアルコールで洗浄した後、120℃
で空気乾燥した。これを触媒組成物Zとする。
用いたものとは細孔容積が異なるNa−スチブンサイト
(B)[表1](イオナイトT、水澤化学製)20gを
粉末として添加し、室温で2日間放置した。その後、溶
液を濾過、純水及びアルコールで洗浄した後、120℃
で空気乾燥した。これを触媒組成物Zとする。
【0074】製造例6 製造例5で得た触媒組成物Zと、表1に示す超安定性ゼ
オライト(USY)及びAl2O3(B)をそれぞれ40
重量部、10重量部、50重量部の量で75℃、2時間
加熱混練し、その後、スチーミング処理(760℃、ス
チーム100%、6時間)した。これを触媒組成物Dと
する。
オライト(USY)及びAl2O3(B)をそれぞれ40
重量部、10重量部、50重量部の量で75℃、2時間
加熱混練し、その後、スチーミング処理(760℃、ス
チーム100%、6時間)した。これを触媒組成物Dと
する。
【0075】製造例7 製造例1で得た触媒組成物Yと、表1に示す超安定性ゼ
オライト(USY)及びAl2O3(B)をそれぞれ40
重量部、10重量部、50重量部の量で75℃、2時間
加熱混練し、その後、スチーミング処理(760℃、ス
チーム100%、6時間)した。これを触媒組成物Eと
する。
オライト(USY)及びAl2O3(B)をそれぞれ40
重量部、10重量部、50重量部の量で75℃、2時間
加熱混練し、その後、スチーミング処理(760℃、ス
チーム100%、6時間)した。これを触媒組成物Eと
する。
【0076】製造例8 製造例1で得た触媒組成物Yと、表1に示す超安定性ゼ
オライト(USY)及びAl2O3(A)をそれぞれ25
重量部、25重量部、50重量部の量で75℃、2時間
加熱混練し、その後、スチーミング処理(760℃、ス
チーム100%、6時間)した。これを触媒組成物Fと
する。
オライト(USY)及びAl2O3(A)をそれぞれ25
重量部、25重量部、50重量部の量で75℃、2時間
加熱混練し、その後、スチーミング処理(760℃、ス
チーム100%、6時間)した。これを触媒組成物Fと
する。
【0077】製造例9 製造例1で得た触媒組成物Yと、表1に示す超安定性ゼ
オライト(USY)及びAl2O3(B)をそれぞれ25
重量部、25重量部、50重量部の量で75℃、2時間
加熱混練し、その後、スチーミング処理(760℃、ス
チーム100%、6時間)した。これを触媒組成物Fと
する。
オライト(USY)及びAl2O3(B)をそれぞれ25
重量部、25重量部、50重量部の量で75℃、2時間
加熱混練し、その後、スチーミング処理(760℃、ス
チーム100%、6時間)した。これを触媒組成物Fと
する。
【0078】
【表1】
【0079】上記の製造例2、3、4、6、7、8及び
9で調製された触媒組成物A、B、C、D、E、F及び
Gの組成を表3に示す。
9で調製された触媒組成物A、B、C、D、E、F及び
Gの組成を表3に示す。
【0080】実施例1 前記製造例2で調製した触媒組成物A(本発明の触媒体
の一例で、平衡化触媒としての性能を見るべく、前記の
ようにスチーミング処理して疑似平衡触媒としたもの)
を触媒として用い、表2に示す性状の原料炭化水素油
(VGO)の接触分解を実施し、反応成績(活性、選択
性)を評価した。但し、この反応及びその結果の評価
は、ASTM(D−3907)に準拠したMAT法によ
って行い、このMAT法による反応条件として、原料油
(VGO)供給速度1.33g/75sec、使用触媒
量4g、触媒/VGO=3g/g、反応温度482℃の
条件を用いた。
の一例で、平衡化触媒としての性能を見るべく、前記の
ようにスチーミング処理して疑似平衡触媒としたもの)
を触媒として用い、表2に示す性状の原料炭化水素油
(VGO)の接触分解を実施し、反応成績(活性、選択
性)を評価した。但し、この反応及びその結果の評価
は、ASTM(D−3907)に準拠したMAT法によ
って行い、このMAT法による反応条件として、原料油
(VGO)供給速度1.33g/75sec、使用触媒
量4g、触媒/VGO=3g/g、反応温度482℃の
条件を用いた。
【0081】得られた結果の代表的な例を、その比較例
として適当な比較例1の結果とともに、表4に示す。
として適当な比較例1の結果とともに、表4に示す。
【0082】なお、上記のMAT法とは、マイクロアク
ティビティーテスト法のことであり、触媒の石油系炭化
水素分解活性評価法[Oil and Journa
l,65,88(1967)参照]の標準的な手法であ
る。
ティビティーテスト法のことであり、触媒の石油系炭化
水素分解活性評価法[Oil and Journa
l,65,88(1967)参照]の標準的な手法であ
る。
【0083】比較例1 前記製造例3で調製した触媒組成物Bの活性及び選択性
を、前記実施例1と同様にして評価した。その結果を表
4に示す。
を、前記実施例1と同様にして評価した。その結果を表
4に示す。
【0084】実施例2 前記製造例3で調製した触媒組成物C(本発明の触媒体
の一例で疑似平衡化触媒としたもの)の活性及び選択性
を、前記実施例1と同様にして評価した。得られた結果
の代表的な例を、その比較例として適当な比較例2の結
果とともに、表4に示す。
の一例で疑似平衡化触媒としたもの)の活性及び選択性
を、前記実施例1と同様にして評価した。得られた結果
の代表的な例を、その比較例として適当な比較例2の結
果とともに、表4に示す。
【0085】実施例3 前記製造例6で調製した触媒組成物D(本発明の触媒体
の一例で疑似平衡化触媒としたもの)の活性及び選択性
を、前記実施例1と同様にして評価した。得られた結果
の代表的な例を、その比較例として適当な比較例2の結
果とともに、表4に示す。
の一例で疑似平衡化触媒としたもの)の活性及び選択性
を、前記実施例1と同様にして評価した。得られた結果
の代表的な例を、その比較例として適当な比較例2の結
果とともに、表4に示す。
【0086】比較例2 前記製造例7で調製した触媒組成物Eの活性及び選択性
を、前記実施例1と同様にして評価した。その結果を表
4に示す。
を、前記実施例1と同様にして評価した。その結果を表
4に示す。
【0087】実施例4 前記製造例8で調製した触媒組成物F(本発明の触媒体
の一例で疑似平衡化触媒としたもの)の活性及び選択性
を、前記実施例1と同様にして評価した。得られた結果
の代表的な例を、その比較例として適当な比較例3の結
果とともに、表4に示す。
の一例で疑似平衡化触媒としたもの)の活性及び選択性
を、前記実施例1と同様にして評価した。得られた結果
の代表的な例を、その比較例として適当な比較例3の結
果とともに、表4に示す。
【0088】比較例3 前記製造例9で調製した触媒組成物Gの活性及び選択性
を、前記実施例1と同様にして評価した。その結果を表
4に示す。
を、前記実施例1と同様にして評価した。その結果を表
4に示す。
【0089】
【表2】
【0090】
【表3】
【0091】
【表4】
【0092】表4中のVB/VAは、反応成績の評価に
用いたそれぞれの触媒体(触媒組成物)における直径6
0nm以下の細孔容積(VA)に対する直径2〜10n
mの細孔容積(VB)の比率であり、これらは、前記し
たようにベルソーブ28によるN2吸着法(B.J.
H.法)によって測定、計算されたものである。
用いたそれぞれの触媒体(触媒組成物)における直径6
0nm以下の細孔容積(VA)に対する直径2〜10n
mの細孔容積(VB)の比率であり、これらは、前記し
たようにベルソーブ28によるN2吸着法(B.J.
H.法)によって測定、計算されたものである。
【0093】表4に示す結果から、VB/VAが0.3
5以上の時、どの成分の触媒体においても優れた(FG
+LCO)/COKEの値を示すことがわかる。
5以上の時、どの成分の触媒体においても優れた(FG
+LCO)/COKEの値を示すことがわかる。
【0094】また、実施例1と比較例1、実施例2と比
較例2、実施例4と比較例3との比較から、平均細孔直
径が4〜12nmの範囲にあり、高比表面積を有するマ
トリックス成分を用いることにより、本発明の細孔特性
を満足し、優れた(FG+LCO)/COKE値を示す
触媒が得られることがわかる。また、実施例3と比較例
2との比較から、上記条件を満足しないマトリックスを
用いた場合であっても、高比表面積の活性粘土鉱物を用
いることにより、本発明の細孔特性を満足し、優れた
(FG+LCO)/COKE値を示す触媒が得られるこ
とがわかる。
較例2、実施例4と比較例3との比較から、平均細孔直
径が4〜12nmの範囲にあり、高比表面積を有するマ
トリックス成分を用いることにより、本発明の細孔特性
を満足し、優れた(FG+LCO)/COKE値を示す
触媒が得られることがわかる。また、実施例3と比較例
2との比較から、上記条件を満足しないマトリックスを
用いた場合であっても、高比表面積の活性粘土鉱物を用
いることにより、本発明の細孔特性を満足し、優れた
(FG+LCO)/COKE値を示す触媒が得られるこ
とがわかる。
【0095】
【発明の効果】本発明の接触分解用触媒体は、主として
比較的軽質な炭化水素の接触分解に有効なミクロ孔と高
い酸性質等の優れた触媒機能を有する活性化された粘土
鉱物と、適当なマトリックスとからなっており、かつ、
特に重質炭化水素の粗分解に有効なメソ孔が十分に付与
されているので、例えば、ナフサ、灯油、常圧軽油、減
圧軽油、常圧残油等の沸点がナフサ留分以上の軽質炭化
水素から重質炭化水素に及ぶ広範囲の沸点の炭化水素
(留分)の接触分解に高い活性及び選択性を発揮するの
で、各種の炭化水素(留分)の接触分解用触媒として有
効であり、特に流動接触分解用触媒として有効である。
また、本発明の触媒体は、特に、減圧軽油や常圧残油等
の重質油の流動接触分解プロセスに適用することによっ
て、ガソリン留分(FG)や分解軽油留分(LCO)等
の有用炭化水素留分を高収率で効率よく生産することが
でき、しかも、耐水熱性等の安定性に優れ、また、コー
クの生成量も十分に少ないなど従来のFCC触媒にはな
い優れた触媒性能を有している。
比較的軽質な炭化水素の接触分解に有効なミクロ孔と高
い酸性質等の優れた触媒機能を有する活性化された粘土
鉱物と、適当なマトリックスとからなっており、かつ、
特に重質炭化水素の粗分解に有効なメソ孔が十分に付与
されているので、例えば、ナフサ、灯油、常圧軽油、減
圧軽油、常圧残油等の沸点がナフサ留分以上の軽質炭化
水素から重質炭化水素に及ぶ広範囲の沸点の炭化水素
(留分)の接触分解に高い活性及び選択性を発揮するの
で、各種の炭化水素(留分)の接触分解用触媒として有
効であり、特に流動接触分解用触媒として有効である。
また、本発明の触媒体は、特に、減圧軽油や常圧残油等
の重質油の流動接触分解プロセスに適用することによっ
て、ガソリン留分(FG)や分解軽油留分(LCO)等
の有用炭化水素留分を高収率で効率よく生産することが
でき、しかも、耐水熱性等の安定性に優れ、また、コー
クの生成量も十分に少ないなど従来のFCC触媒にはな
い優れた触媒性能を有している。
【0096】また、本発明の接触分解方法においては、
上記の優れた本発明の触媒体を触媒若しくは触媒成分と
して用いて、沸点がナフサ留分以上の各種の炭化水素
(留分)の接触分解反応を適当な条件で行っている。し
たがって、本発明によると、特に、減圧軽油や常圧残油
等の重質油から、流動接触分解プロセスによって、ガソ
リン留分(FG)や分解軽油(LCO)等の有用炭化水
素留分を効率よくかつ有利に生産する方法をはじめとす
る、所望の各種の炭化水素(留分)の接触分解プロセス
に有利に適用できる実用上極めて有用な、炭化水素の接
触分解方法を提供することができる。
上記の優れた本発明の触媒体を触媒若しくは触媒成分と
して用いて、沸点がナフサ留分以上の各種の炭化水素
(留分)の接触分解反応を適当な条件で行っている。し
たがって、本発明によると、特に、減圧軽油や常圧残油
等の重質油から、流動接触分解プロセスによって、ガソ
リン留分(FG)や分解軽油(LCO)等の有用炭化水
素留分を効率よくかつ有利に生産する方法をはじめとす
る、所望の各種の炭化水素(留分)の接触分解プロセス
に有利に適用できる実用上極めて有用な、炭化水素の接
触分解方法を提供することができる。
Claims (11)
- 【請求項1】 活性成分としての活性化された粘土鉱物
と、マトリックスとからなり、直径60nm以下の細孔
容積(VA)に対する直径2〜10nmの細孔容積(V
B)の比率[VB/VA]が0.35以上であることを
特徴とする、炭化水素の接触分解用触媒体。 - 【請求項2】 活性成分としてさらにゼオライトを含む
請求項1に記載の接触分解用触媒体。 - 【請求項3】 ゼオライトが超安定Y型ゼオライトであ
る請求項2に記載の接触分解用触媒体。 - 【請求項4】 活性化された粘土鉱物が活性化されたス
メクタイトである請求項1、2又は3に記載の接触分解
用触媒体。 - 【請求項5】 活性化された粘土鉱物が活性化されたス
チブンサイトである請求項4に記載の接触分解用触媒
体。 - 【請求項6】 活性化された粘土鉱物がカチオン交換ス
チブンサイトである請求項5に記載の接触分解用触媒
体。 - 【請求項7】 マトリックスが、シリカ、アルミナ、シ
リカ−アルミナ、アルミナ−ボリア、チタニア、ジルコ
ニア又はカオリン粘土、あるいはこれらのうちの2種以
上からなるものである請求項1〜6いずれかに記載の接
触分解用触媒体。 - 【請求項8】 カチオン交換スチブンサイト、超安定Y
型ゼオライト及びアルミナを含有する請求項1〜7いず
れかに記載の接触分解用触媒体。 - 【請求項9】 対象とする接触分解プロセスが流動接触
分解プロセスである請求項1〜8いずれかに記載の接触
分解用触媒体。 - 【請求項10】 沸点がナフサ留分以上の炭化水素を、
請求項1〜9いずれかに記載の接触分解用触媒体に接触
させることを特徴とする炭化水素の接触分解方法。 - 【請求項11】 接触分解を流動接触分解方式で行う請
求項10に記載の炭化水素の接触分解方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6192626A JPH0857328A (ja) | 1994-08-16 | 1994-08-16 | 接触分解用触媒体及びそれを用いる炭化水素の接触分解方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6192626A JPH0857328A (ja) | 1994-08-16 | 1994-08-16 | 接触分解用触媒体及びそれを用いる炭化水素の接触分解方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0857328A true JPH0857328A (ja) | 1996-03-05 |
Family
ID=16294385
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6192626A Pending JPH0857328A (ja) | 1994-08-16 | 1994-08-16 | 接触分解用触媒体及びそれを用いる炭化水素の接触分解方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0857328A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000153159A (ja) * | 1998-11-17 | 2000-06-06 | Tosoh Corp | 排ガス浄化触媒及び排ガス浄化方法 |
JP2008503622A (ja) * | 2004-06-22 | 2008-02-07 | アルベマール・ネーザーランズ・ベーブイ | 液状炭化水素仕込み物の品質を向上させる方法 |
JP2009073919A (ja) * | 2007-09-20 | 2009-04-09 | Nippon Oil Corp | 重質石油類の流動接触分解方法 |
US10265687B2 (en) | 2014-12-01 | 2019-04-23 | China Petroleum & Chemical Corporation | Na—Y molecular sieve, H—Y molecular sieve, and preparation methods thereof, hydrocracking catalyst, and hydrocracking method |
-
1994
- 1994-08-16 JP JP6192626A patent/JPH0857328A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000153159A (ja) * | 1998-11-17 | 2000-06-06 | Tosoh Corp | 排ガス浄化触媒及び排ガス浄化方法 |
JP2008503622A (ja) * | 2004-06-22 | 2008-02-07 | アルベマール・ネーザーランズ・ベーブイ | 液状炭化水素仕込み物の品質を向上させる方法 |
JP2009073919A (ja) * | 2007-09-20 | 2009-04-09 | Nippon Oil Corp | 重質石油類の流動接触分解方法 |
US10265687B2 (en) | 2014-12-01 | 2019-04-23 | China Petroleum & Chemical Corporation | Na—Y molecular sieve, H—Y molecular sieve, and preparation methods thereof, hydrocracking catalyst, and hydrocracking method |
US10525452B2 (en) | 2014-12-01 | 2020-01-07 | China Petroleum & Chemical Corporation | Na-Y molecular sieve, H-Y molecular sieve, and preparation methods thereof, hydrocracking catalyst, and hydrocracking method |
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