JPH10204445A - 脱アルミニウムゼオライトnu−86を用いて炭化水素仕込原料を分解する方法 - Google Patents

脱アルミニウムゼオライトnu−86を用いて炭化水素仕込原料を分解する方法

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JPH10204445A
JPH10204445A JP10008804A JP880498A JPH10204445A JP H10204445 A JPH10204445 A JP H10204445A JP 10008804 A JP10008804 A JP 10008804A JP 880498 A JP880498 A JP 880498A JP H10204445 A JPH10204445 A JP H10204445A
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cracking
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Eric Benazzi
ベナジ エリック
Herve Cauffriez
コーフリエ エルヴェ
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    • B01J2229/42Addition of matrix or binder particles

Abstract

(57)【要約】 【課題】 炭素原子数3および4のオレフィンの生成に
ついて、より活性でより選択的なFCC添加剤を提供す
る。 【解決手段】 少なくとも部分的に酸型で、脱アルミニ
ウムされている少なくとも1種のゼオライトNU−86
を含有する分解触媒を使用する炭化水素仕込原料の接触
分解方法である。該ゼオライトは、珪素と、アルミニウ
ム、鉄、ガリウムおよび硼素からなる群から選ばれた元
素Tとを含有し、総Si/T原子比が20より、好まし
くは22よりも大であり、特に好ましくは22〜300
の間にある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、脱アルミニウムさ
れ、少なくとも部分的に酸形態にあるゼオライトNU−
86および通常は無定形または結晶化度の低いマトリッ
クスと組み合わせたフォージャサイト構造のゼオライト
Yを石油仕込原料の接触分解方法に利用することに関す
る。かかる方法は、重質石油留分の分解(クラッキン
グ)に特に適しており、それら石油留分を分解して、1
分子当たり3および/または4個の炭素原子を有する化
合物、特にプロピレンおよび/またはイソブタンを大量
に生産することを可能ならしめる。
【0002】
【従来の技術】きわめて良質の自動車用ガソリンを高収
率で得ることを可能ならしめる炭化水素仕込原料の分解
は、1930年代の終わりから石油産業において不可欠
なものとなっている。流動層中で機能する方法(FCC
すなわち流動接触分解)または触媒が反応帯域と再生器
との間を常に循環し、再生器中で酸素含有ガスの存在下
での燃焼によってコークス分を除去されるところの移動
層中で機能する方法(TCCなど)の導入は、固定床技
術に比して大きい進歩をもたらした。現在では、流動層
(FCC)装置の方が、移動層装置よりもはるかに広く
普及している。分解は、通常、500℃付近で、常圧に
近い全圧のもと、水素の不存在下で実施される。
【0003】先行技術は、たとえば欧州特許EP−A−
142313中で説明されている。
【0004】分解装置中でもっともよく使用される触媒
は、1960年代の初めから、通常はフォージャサイト
構造のゼオライトである。たとえばシリカ−アルミナか
らなり、種々の割合のクレーを含有していてもよい無定
形マトリックス中に組み入れられたこれらのゼオライト
は、1950年代の終わりまで使用されていたシリカに
富むシリカ−アルミナ触媒よりも炭化水素に対する分解
活性が1000倍〜10000倍すぐれていることが特
徴である。
【0005】1970年代の終わりごろ、原油供給の不
足と高オクタン価ガソリンの需要の増大のために、精製
業者らは、ますます重質の原油を処理するようになっ
た。これら重質原油の処理は、触媒毒、とりわけ金属化
合物(特にニッケルおよびバナジウム)の含量が高いた
めに、またコンラッドソン炭素、とりわけアスファルテ
ン系化合物の異常な値のために、精製業者にとっては困
難な問題となる。
【0006】この重質仕込原料を処理することの必要性
およびより最近の他の問題、たとえばガソリン中の鉛ベ
ースの添加物の漸次の、しかし一般的な使用削減、国に
よっての中間留出物(灯油および軽油)需要の徐々の、
しかし明らかな進展のために、精製業者らは、とりわけ
つぎの諸目的を達成できる改良された触媒の探索へと駆
り立てられた: − 熱および水熱に対してより安定で、金属に対してよ
り耐性のある触媒、 − 同じ転化率でコークス分の産生をより少なくする、 − より高いオクタン価のガソリンを得る、 − 中間留出物の選択性の向上。
【0007】多くの場合、1分子当たり1〜4個の炭素
原子をもつ化合物を含有する軽質ガスの生成を極小化す
ることが追求されており、その結果、かかる軽質ガスの
生成を制限するための触媒が着想されている。
【0008】しかしながら、特別な若干の場合には、1
分子当たり炭素原子数2〜4の炭化水素またはそれらの
うちのいくつか、たとえばC3および/またはC4炭化
水素、とりわけプロピレンおよびブテン類に大きい需要
が生じる。
【0009】たとえば追加量の高オクタン価ガソリンを
生成させるためのC3〜C4留分によるアルキル化の設
備を精製業者が有している場合には、大量のブテン類の
取得は、とりわけ関心のもたれるところである。
【0010】そうすれば、出発炭化水素留分から得られ
る良品質ガソリンの総収率が実質的に上昇する。
【0011】いくつかの国では、開発のためにそれの需
要が大きいプロピレンの取得が特に望まれている。
【0012】接触分解方法は、特に触媒をこれの生産の
ために適合させることが条件となるが、かかる要求、需
要をある程度満足させることができる。触媒を適合させ
るのに有効な一方法は、触媒本体に、つぎの2つの性質
を有する活性物質を添加することからなる: 1.炭素原子数3および/または4の炭化水素、特にプ
ロピレンおよびブテン類について良好な選択性をもっ
て、重質分子を分解する; 2.工業的分解設備の再生器内における厳しい水蒸気分
圧および温度条件に対して十分に抵抗性である。
【0013】
【発明の構成】多数のゼオライトについて本出願人が行
った研究作業の結果、驚くべきことに、脱アルミニウム
され、少なくとも部分的に酸の形態にあるゼオライトN
U−86が、すぐれた安定性ならびに1分子当たり炭素
原子数3および/または4個の炭化水素の生成に対して
良好な選択性を有する触媒の取得を可能ならしめること
が見出された。本出願人は、脱アルミニウムされ、少な
くとも部分的に酸の形態にあるゼオライトNU−86を
接触分解に用いるとき、炭素原子数3および4のオレフ
ィンの生成について、少なくとも部分的に酸形態にある
が、いかなる脱アルミニウム処理も受けていないゼオラ
イトNU−86よりもより活性で、より選択的なFCC
添加剤を得ることができることを見出した。
【0014】本発明で使用する水素型ゼオライトNU−
86は、欧州特許EP−B1−0463768に記載さ
れている。
【0015】ゼオライトNU−86は、一般に、ナトリ
ウムカチオンならびに有機構造化剤(structurant) であ
る二臭化オクタメトニウムもしくは二臭化ノナメトニウ
ムの存在下で合成される(欧州特許EP−B1−046
3768):
【化1】
【化2】 このようにして調製されたゼオライトNU−86標品の
組成では、Si/Al原子比が8.5〜16の間であ
り、Na/Al比が通常8%より大きい。
【0016】このゼオライトの構造タイプは、IZA
(国際ゼオライト協会)の合成委員会によってはいまだ
公式に決められていない。しかしながら、J.L.Ca
sci、P.A.BoxおよびM.D.Shannon
がゼオライトに関する第9回国際会議において発表した
研究(「第9回国際ゼオライト会議(1992年モント
リオール)議事録、R.von Ballmoosら
編、1993年バタワース社発行)によれば、つぎのこ
とがわかっている: ・ゼオライトNU−86は三次元微細孔系を有する; ・この三次元微細孔系は、孔の開きが11個のT原子
(Tは、Si、Al、GaおよびFeからなる群から選
ばれた八面体原子である)によって境界を定められてい
る真っ直ぐな孔路、10および12個のT原子による開
口(窓)によって交互に境界を定められた真っ直ぐな孔
路、ならびに10および12個のT原子による開口によ
ってやはり交互に境界を定められた屈曲状の孔路から構
成されている。
【0017】10、11または12個の八面体原子
(T)による孔の開口とは、10、11または12の側
面(辺)により構成された孔を意味する。ゼオライトN
U−86中に存在する孔の直径の測定により、つぎの値
が得られている:10辺の孔の場合4.8×5.8オン
グストローム、12辺の孔の場合5.7×5.7オング
ストローム、そして11辺の孔の場合5.5×6.2オ
ングストローム。かかる孔径を有しているので、ゼオラ
イトNU−86は中間孔径ゼオライトのカテゴリーに属
する。
【0018】さらに、若干の触媒用途には、意図する反
応におけるゼオライトの熱安定性および酸性を調節する
ことが必要となる。ゼオライトの酸性を最適化する手段
の一つは、骨格中に存在するアルミニウムの量を減少さ
せることである。脱アルミニウムと呼ぶこの操作は、ゼ
オライトの結晶構造をできるだけ破壊しないように実施
されなければならない。
【0019】ゼオライト骨格の脱アルミニウムが熱的に
より安定な固体に導くことは、当業者に既知である。し
かしながら、ゼオライトが付される脱アルミニウム処理
は骨格外アルミニウム化合物種の生成をもたらし、これ
らを除去しなければ、それらがゼオライトの微細孔を閉
塞してしまう可能性がある。たとえば、オレフィン類製
造のためのFCC設備での接触分解用触媒に対する添加
物としてゼオライトを使用する場合がそうである。事
実、分解設備の再生器中では、600℃を越える高温お
よび無視しえない水蒸気圧が支配していて、ゼオライト
骨格の脱アルミニウムを惹起することになり、その結
果、酸性点の喪失および微細孔の閉塞を惹起するに至
る。これら2つの現象が協同して、ゼオライト性添加剤
の酸性、従って有効性を低下させる。
【0020】装置外で実施される制御下の脱アルミニウ
ムは、ゼオライト骨格の脱アルミニウム率を厳密に調整
することを可能にするとともに、前節で説明したように
分解設備内で生起するところとは逆に、微細孔を閉塞す
る骨格外アルミニウム化合物種の除去をも可能ならしめ
る。
【0021】本発明は、少なくとも部分的に、好ましく
はほとんど全部が、酸形態にあり、脱アルミニウムされ
ている少なくとも1種のゼオライトNU−86を含有す
る分解触媒を使用することを特徴とする炭化水素仕込原
料接触分解方法に関するものである。
【0022】該ゼオライトは、通常、場合により水蒸気
存在下での少なくとも1回の熱処理とそれに続く少なく
とも1種の無機酸または有機酸による少なくとも1回の
酸処理によって、もしくは少なくとも1種の無機酸また
は有機酸による少なくとも1回の酸処理によって、脱ア
ルミニウムされる。
【0023】脱アルミニウムされ、少なくとも部分的に
酸の形態にあるゼオライトNU−86は、1996年1
1月19日付けフランス特許出願第96/14187号
に記載されており、参考のために、その明細書の一部を
以下に挿入する。
【0024】本発明の方法に使用する触媒中に含まれる
ゼオライトNU−86は、珪素と、アルミニウム、鉄、
ガリウムおよび硼素からなる群から選ばれた少なくとも
1種の元素T、好ましくはアルミニウムとを含有する。
それの総Si/T比は20より大であり、好ましくは2
2より大であり、より好ましくは22と300との間に
あり、さらに好ましくは22と250との間にある。
【0025】ゼオライトNU−86のX線回折図が、欧
州特許EP−B1−0463768に示されている。当
業者には既知の通り、ゼオライトNU−86は、その構
造の主たるX線回折線を持っているが、これらの線の強
度は該ゼオライトの存在形態の関数として変化しうる。
しかしながら、このことが該ゼオライトの該構造への帰
属を疑わせるものとはならない。たとえば、本発明の脱
アルミニウムされたゼオライトNU−86は、欧州特許
EP−B1−0463768によって与えられているも
のと同様の構造の主回折線を有するが、それらの線の強
度は、該特許中に示されているものとは異なりうる。
【0026】それが1996年11月19日付けフラン
ス特許出願第96/14187号の発明に従った触媒に
含まれるとき、そのゼオライトNU−86は少なくとも
部分的に、好ましくはほぼ全部が酸形態、すなわち水素
型(H+ )の形態のもとにある。Na/T原子比は通常
0.7%未満であり、好ましくは0.6%未満、より好
ましくは0.4%未満である。
【0027】ゼオライトの総T/Al比ならびに試料の
化学組成は、蛍光X線および原子吸光によって求められ
る。
【0028】X線回折図から、各試料について、6〜4
0°の範囲の角(2θ)についてシグナルの総面積を測
定し、つぎに、同じ帯域において、多数のインパルスか
らなるスペクトル線の面積を測定し、3秒ごとに0.0
2°(2θ)のピッチで逐次記録する。これら2つの値
の比、スペクトル線の面積/総面積は、試料中の結晶化
した物質に特徴的である。つぎに、処理された各試料に
つき、この比すなわち「ピーク百分率」を、完全に(1
00%)結晶化していると考える参照基準のそれと比較
する。それゆえ、結晶化度は参照基準に対する百分率で
表されることになるが、この参照基準の選択が重要であ
る。スペクトル線の相対強度は、構造単位中の種々の原
子、特にカチオンおよび構造化剤の性質、比率および位
置の関数として変動するからである。本明細書の実施例
において行われている測定の場合、選択された参照基準
は、ゼオライトNU−86の乾燥空気下でのか焼と硝酸
アンモニウム溶液による3回の順次の交換とを行った形
態のものである。
【0029】目安として0.19に等しい分圧P/Po
の場合の77°Kにおける吸着窒素量から微細孔の体積
を推定することも可能である。
【0030】TがAlである好ましい場合に、脱アルミ
ニウムされたゼオライトNU−86を調製するために
は、有機構造化剤を含有する合成の未加工ゼオライトN
U−86から出発する2つの脱アルミニウム法を採用で
きる。しかし、当業者に既知の他のいずれの方法も採用
可能である。
【0031】直接の酸処理による当該第一の方法は、ゼ
オライトの微細孔中に存在する有機構造化剤を除去する
ための、乾燥空気下、通常は約450〜550度の温度
でのか焼という第一の工程と、それに続く、HNO3
たはHClなどの無機酸またはCH3 CO2 Hなどの有
機酸の水溶液により処理する工程を包含する。この後者
の工程は、必要ならば、所望のレベルの脱アルミニウム
を得るのに必要な回数だけ反復することができる。これ
ら2つの工程の間に、必要ならば、少なくとも1つのN
4 NO3 溶液による1回または複数回のイオン交換を
実施して、アルカリカチオン、とりわけナトリウムを少
なくとも部分的に、好ましくはほとんど完全に除去する
ことができる。同様に、直接的な酸処理による脱アルミ
ニウム処理の終わりに、必要ならば、少なくとも1つの
NH4 NO3 溶液による1回または複数回のイオン交換
を実施して、残留するアルカリカチオン、とりわけナト
リウムを除去することができる。
【0032】所望のSi/Al比を達成するためには、
操作条件をうまく選択することが必要である;この観点
から特に重要なのは、酸水溶液による処理温度、その酸
の濃度、それの種類、酸性溶液の量と処理するゼオライ
トの質量との比、処理時間および実施する処理の回数で
ある。
【0033】熱処理(とりわけ水蒸気または「スチーミ
ング」による)+酸処理という第二の方法は、まず、ゼ
オライトの微細孔中に閉じ込められている有機構造化剤
を除去するための、乾燥空気流下、通常は約450〜5
50℃の温度でのか焼を包含する。つぎに、このように
して得られた固体を、少なくとも1種類のNH4 NO3
溶液による少なくとも1回のイオン交換に付して、ゼオ
ライト中のカチオン部位に存在するアルカリカチオン、
とりわけナトリウムを少なくとも部分的に、好ましくは
ほとんど完全に除去するようにする。こうして得られた
ゼオライトを少なくとも1回の骨格脱アルミニウムサイ
クルに付す。これは、必要により、ただし好ましくは、
水蒸気の存在下に、一般に550〜900℃の間の温度
で実施される少なくとも1回の熱処理を包含し、必要な
らば、続いて、無機酸または有機酸の水溶液による少な
くとも1回の酸処理を行う。水蒸気存在下でのか焼の条
件(温度、水蒸気圧および処理時間)ならびにか焼後の
酸処理の条件(処理の時間、酸の濃度、使用する酸の種
類および酸の体積とゼオライトの質量との比)は所望の
脱アルミニウムレベルが得られるように調整する。同じ
目的で、実施する熱処理−酸処理サイクルの回数を加減
することもできる。
【0034】TがAlである好ましい場合には、必要に
より、ただし好ましくは、水蒸気の存在下で実施する少
なくとも1回の熱処理工程およびゼオライトNU−86
を酸性媒質中で処理する工程は、所望の特性を有する脱
アルミニウムゼオライトNU−86が得られるまで反復
することができる。同様に、必要により、ただし好まし
くは、水蒸気の存在下で実施される熱処理に続いて、種
々の濃度の酸溶液による複数回の順次の酸処理を行うこ
とができる。
【0035】この第二のか焼方法の一変法は、有機構造
化剤含有ゼオライトNU−86の熱処理を、通常は55
0〜850℃の間の温度で、必要により、ただし好まし
くは、水蒸気の存在下で実施することからなりうる。こ
の場合、有機構造化剤のか焼および骨格の脱アルミニウ
ムの両工程を同時に行う。つぎに、必要ならば、ゼオラ
イトを少なくとも1種の、無機酸(たとえばHNO3
たはHCl)または有機酸(たとえばCH3 CO2 H)
の水溶液で処理する。最後に、かくして得られた固体
を、必要に応じて、少なくとも1つのNH4 NO3 溶液
によるイオン交換に付して、ゼオライト中のカチオン位
に存在するほとんどすべてのアルカリカチオン、とりわ
けナトリウムを除去することができる。
【0036】本発明の接触分解方法に使用する触媒中に
含まれるゼオライトの、炭素原子数3および4の短鎖オ
レフィン産生能力の特性を知るために、本出願人は、特
定の接触分解試験に着目した。メチルシクロヘキサンの
接触分解を利用するこの試験は、ゼオライト、特に脱ア
ルミニウムゼオライトNU−86、より一般的にはオレ
フィン類を産生するまたはしないモレキュラ・シーブ全
体の能力を特徴付ける水素移動を測定することを可能な
らしめる。
【0037】この試験は、固定床ゼオライトにおいて、
温度500℃で大気圧下に、メチルシクロヘキサンの接
触分解を実施する。メチルシクロヘキサンの流量および
モレキュラ・シーブの質量を、広い範囲の転化率がカバ
ーされるように調節する。
【0038】本出願人は、iC4 /iC4 - モル比の測
定が、ゼオライトのオレフィン産生能力のすぐれた指標
となることを見出した。水素移動指数(HTI)の呼ば
れるこの指数は、分解によって生じたオレフィン類を結
果として飽和させる副反応であるところの水素移動反応
の特性を示すものである。従って、この指数は、ゼオラ
イトが水素移動をわずかしか惹起せず、それゆえ短鎖オ
レフィン類を多量に生成させるほど、小さいものとな
る。一般に、iC4 /iC44 = (炭素原子数4のオレ
フィン)のモル比、すなわちHTIの測定は、メチルシ
クロヘキサンの転化率が40%となるように行われ、こ
のようにして得られた値は、メチルシクロヘキサン転化
率40%での水素移動指数と呼ばれ、略号HTI40によ
って示される。より低いまたはより高い転化率で水素移
動指数(HTI)を求めることも可能であるが、得られ
た種々の値の比較は同じメチルシクロヘキサン転化率で
行うことが重要である。
【0039】本発明の方法に従って使用する触媒に含ま
れない若干のゼオライトの指数HTI40の値を、非限定
的な例として、下記の表1に記載する。
【0040】
【表1】
【0041】この表は、HTIがゼオライトの構造に強
く依存していること、他方では、ゼオライトYが大きい
水素移動指数をもたらすことを示している。
【0042】本発明の方法に従って使用する触媒は、当
業者に既知の通りのフォージャサイト構造のゼオライト
Y(ゼオライトモレキュラ・シーブ構造、化学および用
途(Zeolite Molecular Sieves Structure, Chemistry
and Uses) 、D. W. Brech 、J・ワイリ・アンド・サン
ズ社、1973年)も含有する。使用しうるゼオライト
Yのうちでも、少なくとも部分的に金属カチオン、たと
えばアルカリ土類金属カチオンおよび/または原子番号
57〜71の稀土類金属カチオンにより交換されている
形もしくは水素型の安定化された、しばしば超安定化さ
れた、すなわちUSYと呼ばれているゼオライトYを使
用することが好ましい。
【0043】本発明の方法に従って使用する触媒は、通
常アルミナ、シリカ、マグネシア、クレー、酸化チタ
ン、ジルコニアおよび酸化硼素からなる群から選ばれ
た、通常は無定形または結晶化度の低い少なくとも1種
のマトリックスをも含有する。
【0044】本発明の方法に従って使用する触媒は、一
般に、下記を含有する: a)20〜95重量%、好ましくは30〜85重量%、
より好ましくは50〜80重量%のマトリックス、 b)1〜60重量%、好ましくは4〜50重量%、より
好ましくは10〜40重量%の少なくとも1種のフォー
ジャサイト構造のゼオライトYおよび c)0.01〜30重量%、好ましくは0.05〜20
重量%、より好ましくは0.1〜10重量%の、脱アル
ミニウムされ、少なくとも部分的に酸形態の少なくとも
1種のゼオライトNU−86。
【0045】本発明の方法に従って使用する触媒は、当
業者に周知のあらゆる方法によって調製できる。
【0046】たとえば、該触媒は、ゼオライト含有分解
触媒の標準的調製法に従って、上記のゼオライトNU−
86およびゼオライトYを同時に混入することによって
得ることができる。
【0047】該触媒は、マトリックスとゼオライトYと
を含有する第一の物質を、該ゼオライトNU−86と該
第一の物質に含まれるものと同一であってもまたは異な
っていてもよいマトリックスとを含有する第二の物質に
機械的に混合することによっても得ることができる。こ
の機械的混合は、通常、乾燥品について実施する。それ
ら物質の乾燥は、たとえば100〜500℃の温度で、
通常0.1〜30秒間アトマイズ(噴霧乾燥)すること
によって行うことが好ましい。噴霧により乾燥したのち
にも、これらの物質はなお1〜30重量%の揮発分(水
およびアンモニア)を含有している可能性がある。
【0048】ゼオライトNU−86−マトリックス混合
物は、該混合物の全重量に対して通常1〜90重量%、
好ましくは5〜60重量%のゼオライトNU−86を含
有する。
【0049】本発明方法に従って使用する触媒の調製に
用いるゼオライトY−マトリックス混合物は、通常、従
来技術の標準的な分解触媒(たとえば市販の触媒)であ
る;ここで、上記のゼオライトNU−86は、たとえば
それの前記定義の標準的分解触媒との混合物を得るため
に用いうる添加剤であると考えることができ、または前
もってマトリックスに配合でき、マトリックス−ゼオラ
イトNU−86の全体が、その混合物を適当な成形のの
ちにたとえば該ゼオライトNU−86含有粒子と標準的
分解触媒粒子との機械的混合により上記定義の標準的分
解触媒と混合するための添加剤を構成すると、考えるこ
とができる。
【0050】かくして、本発明方法の第一の実施態様で
は、分解触媒は、マトリックスならびにフォージャサイ
ト構造のゼオライトYとマトリックスとを含む慣用の分
解触媒上に形成されたゼオライトNU−86であるとこ
ろのFCC用添加剤を含む。本発明方法の第二の実施態
様では、分解触媒は、同一マトリックス上に形成された
ゼオライトNU−86およびゼオライトYを含有する。
【0051】接触分解反応の一般的条件は、当業者に周
知である(たとえば米国特許US−A−329319
2、US−A−3449070、US−A−44154
38、US−A−3518051およびUS−A−36
07043参照)。
【0052】1分子当たり炭素原子数が3および/また
は4の気体状炭化水素、とりわけプロピレンおよびブテ
ン類をできるだけ大量に生産するためには、分解を実施
する温度を若干、たとえば10〜50℃高めることが有
利なこともある。しかしながら、本発明方法に従って使
用する触媒は、多くの場合に十分に活性であって、かか
る昇温は不必要である。他の分解条件は、従来技術で採
用されるところに比して変わりはない。接触分解条件
は、通常つぎの通りである: − 接触時間は1〜10000ミリ秒の間 − 触媒/仕込原料重量比(C/O)は0.5〜50の
間 − 温度は400〜800℃の間 − 圧は0.5〜10バール(1バール=0.1MP
a)。
【0053】
【発明の実施の形態】以下の実施例は、本発明を説明す
るものであって、その範囲を限定するものではない。
【0054】実施例1:ゼオライトH−NU−86/1
の調製 使用する第一のマトリックスは、Si/Al原子比が1
0.2、ナトリウムの重量含量が原子比Na/Al
(%)=30.8であるゼオライトNU−86である。
【0055】このゼオライトNU−86を、まず、10
時間、乾燥空気流下、550℃でのいわゆる乾式か焼に
付す。つぎに、得られた固体を4回のイオン交換に付
し、1回の交換につき、10NのNH4 NO3 溶液中、
約100℃で4時間処理する。かくして得られた固体を
NH4 −NU−86の呼ぶ。このものは、Si/Al比
が10.4であり、Na/Al比が1.3%である。こ
れの他の物理化学的特性を表に2にまとめる。
【0056】
【表2】
【0057】ゼオライトNH4 −NU−86をつぎに、
100%水蒸気の存在下、650℃で4時間の水熱処理
に付す。つぎに、このゼオライトを、7N硝酸を用い、
約100℃で、4時間酸処理に付して、水熱処理の際に
生じた格子外アルミニウム化合物種を抽出する。使用硝
酸溶液の体積V(ml)は、乾燥ゼオライトNU−86
の重量Pの10倍とする(V/P=10)。
【0058】この処理後のH型ゼオライトH−NU−8
6/1の総Si/Al原子比は27.5であり、Na/
Al比は0.2%未満である。これの結晶学的特性およ
び吸着量を下記表3に示す。
【0059】
【表3】
【0060】この表は、ゼオライトNU−86は、スチ
ーミングおよび酸処理の両工程ののちに、良好な結晶化
度およびなお比較的高い比表面積(SBET )を保持して
いることを示している。
【0061】実施例2:本発明に従った触媒CI の調製 つぎに、実施例1で得られたゼオライトH−NU−86
/1を用いて、30重量%の乾燥水素型ゼオライトH−
NU−86/1と、予めか焼した、粒度が水素型ゼオラ
イトH−NU−86/1のそれに匹敵する70重量%の
無定形シリカとを常法により機械的に混合して分解反応
用添加剤を調製する。
【0062】かくして得た添加剤を圧縮成形し、粉砕機
を用いて小さい凝塊に変える。つぎに、ふるい分けによ
り、サイズが40μm〜200μmの範囲内にある粒子
画分を集める。この添加剤をAI と呼ぶ。それゆえ、そ
れは30重量%のゼオライトH−NU−86/1を含有
する。
【0063】この添加剤をつぎに、100%水蒸気の存
在下、750℃で4時間水熱処理に付す。かくして得ら
れた添加剤AI を、シリカ−アルミナマトリックスおよ
び結晶パラメータ24.26オングストロームの超安定
化ゼオライトY(USY)30重量%と機械的に混合す
ると、触媒CI が得られる。
【0064】実施例3:ゼオライトH−NU−86/2
の調製 使用する最初の材料は、実施例1で用いたものと同じゼ
オライトNU−86である。このゼオライトNU−86
を、まず、空気および窒素気流下、550℃で10時
間、いわゆる乾式か焼に付す。つぎに、得られた固体を
10NのNH4 NO3 溶液中、約100℃で4時間イオ
ン交換に付す。この操作を順次3回反復する。つぎに、
このゼオライトNU−86を、2N硝酸溶液による、約
100℃での5時間の処理に付す。使用硝酸溶液の体積
V(ml)は乾燥ゼオライトNU−86の重量Pの10
倍である(V/P=10)。
【0065】この処理ののちに得られたゼオライトをH
−NU−86/2と呼ぶ。これはH型であり、総Si/
Al原子比は26.2、Na/Al比は0.6%であ
る。これの結晶学的特性および吸着量を下記表4に示
す。
【0066】
【表4】
【0067】実施例4:本発明に従った触媒CIIの調製 つぎに、実施例3で得られたゼオライトH−NU−86
/2を用い、実施例2の記載と同じ操作法に従って、触
媒添加剤AIIおよび触媒CIIを調製する。
【0068】実施例5:ゼオライトH−NU−86/3
の調製 使用する最初の材料は、実施例1で用いたものと同じゼ
オライトNU−86である。このゼオライトNU−86
を、まず、空気および窒素気流下、550℃で10時
間、いわゆる乾式か焼に付す。つぎに、得られた固体を
10NのNH4 NO3 溶液中、約100℃で4時間イオ
ン交換に付す。この操作を順次3回反復する。つぎに、
このゼオライトNU−86を、8.5N硝酸溶液によ
る、約100℃での5時間の処理に付す。使用硝酸溶液
の体積V(ml)は乾燥ゼオライトNU−86の重量P
の10倍である(V/P=10)。
【0069】この処理ののちに得られたゼオライトをH
−NU−86/3と呼ぶ。これはH型であり、総Si/
Al原子比は40.3、Na/Al比は0.15%であ
る。これの結晶学的特性および吸着量を下記表5に示
す。
【0070】
【表5】
【0071】実施例6:本発明に従った触媒CIII の調
製 つぎに、実施例5で得られたゼオライトH−NU−86
/3を用い、実施例2の記載と同じ操作法に従って、触
媒添加剤AIII および触媒CIII を調製する。
【0072】実施例7:本発明に従っていない触媒CIV
の調製 この実施例で使用するゼオライトNU−86は、本発明
の実施例1で調製したゼオライトNH4 −NU−86で
ある。ただし、本発明実施例では、該ゼオライトNU−
86は脱アルミニウムには付されていない。
【0073】つぎに、実施例1で出発物として用いた脱
アルミニウムされていないゼオライトH−NU−86を
用いて、実施例2の記載と同じ操作法に従って、触媒C
IVを調製する。
【0074】実施例8:本発明に従った添加剤AI 、A
IIおよびAIII ならびに従っていないAIVの水素移動の
評価 それら添加剤の触媒評価を、固定床中、常圧下、温度5
00℃で実施する。用いる仕込原料はメチルシクロヘキ
サンである。メチルシクロヘキサンを、窒素でモル比H
2 /炭化水素HC=12となるよう希釈し、転化率が4
0重量%となるような流速で、反応器に導入する。
【0075】添加物AI 、AII、AIII およびAIVにつ
いて得られた水素移動指数の値を下記の表6にまとめ
る。
【0076】
【表6】
【0077】得られた値は、ゼオライトNU−86に対
して行った脱アルミニウム処理が、脱アルミニウムして
いないゼオライトに比して水素移動反応をよりわずかし
か起こさせない固体をもたらすことを証明している。
【0078】実施例8:本発明に従った触媒CI 、CI
I、CIII および本発明に従っていない触媒CIVの、M
AT設備での現実の仕込原料の分解触媒性能の評価 MAT設備で、下記特性を有する減圧軽油タイプの仕込
原料について、分解反応を実施する: 60℃での密度 0.918 67℃での屈折率 1.4936 アニリン点、℃ 76 硫黄、重量% 2.7 用いる分解温度は520℃である。触媒CI 〜CIVの触
媒性能評価を下記の表7に示す。
【0079】
【表7】
【0080】ガソリン(重量%):分解試験の間に生じ
た、沸点が160〜221℃の間の液状化合物の重量百
分率を表す。
【0081】軽油(重量%) :分解試験の間に生じ
た、沸点が221〜350℃の間の液状化合物の重量百
分率を表す。
【0082】コークス(重量%):沸点が350℃を越
える化合物の重量百分率を表す。
【0083】C3= (重量%) :分解試験の間に生じ
た炭素原子数3のオレフィン(プロピレン)の重量百分
率を表す。
【0084】ΣC4= (重量%):分解試験の間に生じ
た炭素原子数4のオレフィンの重量百分率を表す。
【0085】本発明に従った触媒CI 、CII、CIII
は、イソ転化またはイソコークス用として、本発明に従
わない触媒CIVよりもより大量のガス収率を与える。そ
の上、触媒CI 、CII、CIII を用いて生じるこれらの
ガスは、触媒CIVを用いて生じるものよりもよりオレフ
ィン性である。現実の仕込原料の分解時に軽質オレフィ
ンの生成に及ぼすHTIの影響は、それゆえ、特に鮮明
である。

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも部分的に酸型で、脱アルミニウ
    ムされている少なくとも1種のゼオライトNU−86を
    含有する分解触媒を使用することを特徴とする炭化水素
    仕込原料の接触分解方法。
  2. 【請求項2】該ゼオライトが、珪素と、アルミニウム、
    鉄、ガリウムおよび硼素からなる群から選ばれた元素T
    とを含有し、総Si/T原子比が20より大である請求
    項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】総Si/T原子比が22よりも大である請
    求項1または2に記載の方法。
  4. 【請求項4】該ゼオライトの総Si/T原子比が22〜
    300の間にある請求項1〜3のいずれかに記載の方
    法。
  5. 【請求項5】該ゼオライトがほぼ全体的に酸形態にある
    請求項1〜4のいずれかに記載の方法。
  6. 【請求項6】該触媒が少なくとも1種のマトリックスを
    も含有する請求項1〜5のいずれかに記載の方法。
  7. 【請求項7】該マトリックスが、アルミナ、シリカ、マ
    グネシア、粘土、酸化チタン、ジルコニアおよび酸化硼
    素からなる群から選ばれている請求項6に記載の方法。
  8. 【請求項8】触媒が、フォージャサイト構造のゼオライ
    トYをも含有する請求項1〜7のいずれかに記載の方
    法。
  9. 【請求項9】a)20〜95重量%の少なくとも1種の
    マトリックス、 b)1〜60重量%の少なくとも1種のフォージャサイ
    ト構造のゼオライトYおよび c)0.01〜30重量%の、脱アルミニウムされ、少
    なくとも部分的に酸形態にある請求項1〜8のいずれか
    に記載の少なくとも1種のゼオライトNU−86を含有
    する触媒の存在下での分解方法。
  10. 【請求項10】触媒が、マトリックス上に形成されたゼ
    オライトNU−86であるFCC添加剤ならびにフォー
    ジャサイト構造のゼオライトYとマトリックスとを含有
    する慣用の触媒を包含する請求項1〜9のいずれかに記
    載の方法。
  11. 【請求項11】触媒が、同じマトリックス上に形成され
    たゼオライトNU−86およびゼオライトYを包含する
    請求項1〜9のいずれかに記載の方法。
JP10008804A 1997-01-20 1998-01-20 脱アルミニウムゼオライトnu−86を用いて炭化水素仕込原料を分解する方法 Withdrawn JPH10204445A (ja)

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