【発明の詳細な説明】
触媒組成物および炭化水素変換法におけるその使用
本発明は触媒組成物およびこれを用いる炭化水素変換法に関するものである。
石油工業においては多くの炭化水素変換法が、ゼオライトYに基づく触媒組成
物を用いて行われる。ゼオライトYは極めてしばしばその製造に際し或る種の安
定化処理および/または脱アルミニウム処理工程にかけられ、その減少した単位
格子定数(ao)および増大したシリカ対アルミナのモル比をもたらす。これら
安定化されたゼオライト、並びに合成時のゼオライトYは直径が2ナノメータ(
nm)より大きい気孔が比較的少なく、したがって限られた中気孔(mesop
ore)容積を有する(中気孔は典型的には2〜60nmの範囲の直径を有する
)。
US−A−5 354 452号は、6〜20のシリカ対アルミナのモル比を
有する超安定性のY型ゼオライト並びに少なくとも18のシリカ対アルミナのモ
ル比と2.420〜2.448nm(24.20〜24.48Å)の単位格子定
数(ao)とを有する極超安定性のYゼオライトを1000〜1200°Fの水
蒸気による熱水処理にかけた後に140〜220°Fにて酸処理する方法を開示
している。熱水処理されたゼオライトは典型的には2.427〜2.439nm
(24.27〜24.39Å)の範囲の単位格子定数(ao)と、10〜60n
m(100〜600Å)の範囲の直径を有する中気孔に含有された0.09〜0
.13mL/gの第2気孔容積と、0.16〜0.20mL/gの全気孔容積と
を特徴とするのに対し、酸性化された熱水処理ゼオライトは典型的には2.40
5〜2.418nm(24.05〜24.18Å)の範囲の単位格子定数(ao
)と、10〜60nm(100〜600Å)の範囲の直径を有する中気孔に含有
された0.11〜0.14mL/gの第2気孔容積と、0.16〜0.25mL
/gの全気孔容積とを特徴とする。
驚くことに今回、たとえば接触熱分解もしくは水添熱分解により所望の生成物
をより高い収率および選択率にて生成させるべく炭化水素油の変換に有利に使用
しうるような、ずっと高い中気孔容積を有する或る種の「Y型」モレキュラシー
ブを含有する触媒組成物を作成しうることが突き止められた。
本発明によれば、実質的にゼオライトYと同じ構造と、2.485nm未満も
しくはそれに等しい単位格子定数(ao)と、2〜60nmの範囲の直径を有す
る中気孔に含有された少なくとも0.05mL/gの中気孔容積とを有するモレ
キュラシーブおよび結合剤からなり、単位格子定数(ao)と中気孔容積との間
の関係が次の規定:
単位格子定数(nm) 中気孔容積(mL/g)
2.485≧ao>2.460 ≧0.05
2.460≧ao≧2.450 ≧0.18
2.450>ao>2.427 ≧0.23
2.427≧ao ≧0.26
を有することを特徴とする触媒組成物が提供される。
本発明の触媒組成物に使用されるモレキュラシーブは、ゼオライトYと実質的
に同じ構造を有すると規定される。この規定は、ゼオライトY自身からだけでな
く、アルミニウムイオンの1部がたとえば鉄、チタン、ガリウム、錫、クロムも
しくはスカンジウムイオンのような他の金属イオンにより置換されていても、そ
の構造がX線結晶学により決定してゼオライトYの構造とは顕著に相違しないよ
うな改変ゼオライトYからも誘導されるモレキュラシーブを包含することを意図
する。適する鉄−および/またはチタン−改変ゼオライトYの例は米国特許第5
176 817号および第5 271 761号に開示されたものであり、適す
るクロム−および/または錫−改変ゼオライトYの例はEP−A−321 17
7号に開示されたものである。
しかしながら、本発明の触媒組成物に使用されるモレキュラシーブは好ましく
はゼオライトY自身から誘導され、これはたとえばロバートE.クリガー・パブ
リッシング・カンパニー・インコーポレーション(1984)により出版された
ドナルドW.ブレックによるゼオライト・モレキュラシーブ(構造、化学および
使用)、並びに米国特許第3 506 400号、第3 671 191号、第
3 808326号、第3 929 672号および第5 242 677号
に記載されている。
本発明の組成物に使用されるモレキュラシーブは(≦)2.485nm(24
.85Å)未満もしくはそれに等しい、好ましくは(≦)2.460nm(24
.60Å)未満もしくはそれに等しい、たとえば2.427〜2.485nm(
24.27〜24.85Å)の範囲、好ましくは2.427〜2.460nm(
24.27〜24.60Å)の範囲の単位格子定数(ao)を有する。有利には
、モレキュラシーブは2.440nm(24.40Å)まで、たとえば2.42
7〜2.440nm(24.27〜24.40Å)の範囲の単位格子定数(ao
)を有し、或いは2.450〜2.460nm(24.50〜24.60Å)の
範囲の単位格子定数(ao)を有する。
2〜60nmの範囲の直径を有する中気孔に含有されたモレキュラシーブの中
気孔容積は単位格子定数(ao)に応じて変化する。単位格子定数(ao)と中気
孔容積との間の関係は次の通りである:
単位格子定数(nm) 中気孔容積(mL/g)
2.485≧ao>2.460 ≧0.05
2.460≧ao≧2.450 ≧0.18
2.450>ao>2.427 ≧0.23
2.427≧ao ≧0.26
モレキュラシーブは0.8mL/gまで、たとえば0.05、好ましくは0.
18、より好ましくは0.23、一層好ましくは0.26、有利には0.3、特
に0.4mL/gから0.6mL/gまで、特に0.8mL/gまでの範囲の中
気孔容積を有することができる。
本発明に有用なモレキュラシーブは便利には、上記ゼオライトYもしくは改変
ゼオライトYを1種もしくはそれ以上の塩、酸、塩基および/または水溶性有機
化合物を溶解して有する水溶液と溶液の沸点より高い温度にて大気圧下で、2〜
60nmの範囲の直径を有する中気孔における増大した中気孔容積を有するゼオ
ライトを与えるのに充分な時間にわたり、熱水的に接触させる熱水処理により作
成することができる。熱水処理の完結後、生成物を分離し、洗浄し(脱イオン水
または酸、たとえば硝酸の溶液を用いる)、次いで回収する。この処理により得
られる生成物は一般に、出発ゼオライトと同様な単位格子寸法(単位格子定数)
およびシリカ対アルミナのモル比を有する。しかしながら、所望ならば生成物を
当業界で周知された安定化処理および/または脱アルミニウム処理にさらにかけ
て、単位格子寸法および/またはシリカ対アルミナのモル比を変化させることも
できる。
熱水処理水溶液の作成に際し、使用しうる塩の例は強酸および弱酸、有機酸お
よび無機酸(たとえば硝酸および塩酸)のアンモニウム、アルカリ金属(たとえ
ばナトリウムおよびカリウム)およびアルカリ土類金属の塩を包含する。使用し
うる酸の例はたとえば硝酸および塩酸のような強無機酸、並びにたとえば酢酸お
よび蟻酸のような弱有機酸を包含する。使用しうる塩基の例はたとえばアンモニ
ウム、アルカリ金属およびアルカリ土類金属水酸化物のような無機塩基、並びに
たとえば第四アンモニウム水酸化物、アミン錯体およびピリジニウム塩のような
有機塩基を包含する。さらに使用しうる水溶性有機化合物の例はC1〜C6アルコ
ールおよびエーテルを包含する。出発ゼオライトと接触させる水溶液の濃度およ
び量は、乾燥重量基準でゼオライト1重量部当たり少なくとも0.1重量部(p
bw)の溶解した溶解質を与えるよう調整される。
熱水処理水溶液のpHは3〜10の範囲で変化することができ、処理すべき「
改変」ゼオライトYに応じて高pHもしくは低pHが好適である。すなわち、出
発ゼオライトが2.450〜2.460nm(2.460nm≧ao≧2.45
0nm)の単位格子定数(ao)を有する場合は、ゼオライトとの接触に先立ち
溶液のpHを4.5〜8の数値に維持し或いは調整することが望ましい。出発ゼ
オライトが2.427nmより大から2.450nm未満まで(2.450nm
>ao>2.427nm)の単位格子定数(ao)を有する場合は、溶液のpHを
望ましくは3〜8の数値に維持し或いは調整すべきである。さらに出発ゼオライ
トが2.427nm未満もしくはそれに等しい(2.427nm≧ao)単位格
子定数(ao)を有する場合は、溶液のpHを望ましくは3〜7の数値に維持し
或いは調整すべきである。
熱水処理の温度は水溶液の大気圧沸点より高くすべきである。400℃までの
温度も使用しうるが、110もしくは115〜250℃の範囲の温度にて一般に
充分である。140〜200℃の範囲の温度を用いて良好な結果を得ることがで
きる。
処理時間は処理温度に逆相関する。すなわち、より高い温度にて、所定の中気
孔容積の増加を与えるには、より短い時間しか必要とされない。処理時間は5分
間〜24時間の範囲で変化しうるが、一般に2〜12時間の範囲である。
熱水処理の持続時間およびこれを行う温度は、最終生成物における中気孔容積
が出発ゼオライトにおける中気孔容積よりも少なくとも5%大、好ましくは少な
くとも10%大となるようにすべきである。
本発明の触媒組成物にて使用するのに好適なモレキュラシーブは、上記(改変
)ゼオライトYを1種もしくはそれ以上の塩、酸、塩基および/または水溶性有
機化合物を溶解させた水溶液と、溶液の大気圧沸点より高い温度にて熱水的に接
触させ、次いで分離すると共に酸溶液で洗浄することからなる方法により作成さ
れたものである。
酸溶液は無機酸および有機酸、たとえば硝酸、塩酸、酢酸、蟻酸およびクエン
酸から選択される1種もしくはそれ以上の酸の水溶液とすることができる。(脱
イオン)水を使用するのと比較し、酸溶液での洗浄は増大した中気孔モレキュラ
シーブの中間留液選択率をさらに増大させるという利点を有する。
本発明の触媒組成物における結合剤としては、無機酸化物または2種もしくは
それ以上のこの種の酸化物の混合物を使用するのが便利である。結合剤は非晶質
もしくは結晶質とすることができる。適する結合剤の例はアルミナ、シリカ、マ
グネシア、チタニア、ジルコニア、シリカ−アルミナ、シリカ−ジルコニア、シ
リカ−ボリアおよびその混合物を包含する。使用するのに好適な結合剤はアルミ
ナまたはアルミナマトリックス(特にγ−アルミナのマトリックス)におけるシ
リカ−アルミナの分散物と組合せたアルミナである。
本発明の触媒組成物は好ましくは1〜80重量%(重量による%)のモレキュ
ラシーブと20〜99重量%の結合剤(モレキュラシーブおよび結合剤の合計乾
燥重量に対し)を含有する。より好ましくは、触媒組成物はモレキュラシーブお
よび結合剤の合計乾燥重量に対し10〜70重量%のモレキュラシーブと30〜
90重量%の結合剤、特に20〜50重量%のモレキュラシーブと50〜80重
量%の結合剤とを含有する。
本発明による触媒組成物の用途(たとえば水添熱分解)に応じ、これらは少な
くとも1種の水素化成分をさらに含有することができる。本発明に有用な水素化
成分の例は第6B族金属(たとえばモリブデンおよびタングステン)並びに第8
族金属(たとえばコバルト、ニッケル、イリジウム、白金およびパラジウム)、
さらにその酸化物および硫化物を包含する。触媒組成物は好ましくは少なくとも
2種の水素化成分、たとえばモリブデンおよび/またはタングステン成分をコバ
ルトおよび/またはニッケル成分と組合せて含有する。特に好適な組合せはニッ
ケル/タングステンおよびニッケル/モリブデンである。金属を硫化物型で使用
すれば、極めて有利な結果が得られる。
触媒組成物は、全触媒組成物の100重量部当たりの金属として計算し、50
重量部までの水素化成分を含有することができる。たとえば、触媒組成物は2〜
40重量部、より好ましくは5〜25重量部、特に10〜20重量部の第6族金
属および/または0.05〜10重量部、より好ましくは0.5〜8重量部、有
利には2〜6重量部の第8族金属(全触媒組成物の100重量部当たりの金属と
して計算)を含有することができる。
本発明による触媒組成物は、当業界で慣用の技術により作成することができる
。
熱分解に使用するための触媒組成物を製造する便利な方法は、結合材を水と混
合してスラリーもしくはゾルを形成させ、必要に応じスラリーもしくはゾルのp
Hを調整し、次いで上記粉末化モレキュラシーブを追加の水と共に添加して所望
の固形物濃度を有するスラリーもしくはゾルを得ることからなっている。次いで
、スラリーもしくはゾルを噴霧乾燥させる。このように形成された噴霧乾燥粒子
を直接使用することができ、或いは使用前に焼成することもできる。
水添熱分解に使用するための触媒組成物を製造する1つの方法は、上記モレキ
ュラシーブと結合剤とを水および必要に応じしゃく解剤との存在下に混練し、得
られた混合物をペレットまで押出し、次いでペレットを焼成することからなって
いる。このようにして得られたペレットには次いで第6B金属および/または第
8族金属塩の1種もしくはそれ以上の溶液を含浸させ、再び焼成する。
代案として、モレキュラシーブと結合剤とを第6B金属および/または第8族
金属の塩および必要に応じしゃく解剤の1種もしくはそれ以上の溶液の存在下に
一緒に混練すると共に、形成された混合物をペレットまで押出すこともできる。
次いでペレットを焼成することができる。
さらに本発明は、炭化水素供給原料をより低沸点の物質まで変換させる方法を
も提供し、この方法は供給原料を高められた温度にて本発明による触媒組成物と
接触させることからなっている。
本発明に有用な炭化水素供給原料は広い沸点範囲内で変化することができる。
これらはたとえばケロシンフラクションのような軽質フラクション、並びにたと
えばガス油、コークスガス油、減圧ガス油、脱アスファルト油、長油および短油
、接触熱分解サイクル油、熱分解もしくは接触分解ガス油およびタールサンドか
ら場合によって生ずるシンクルード、シェル油、品質向上過程の残油もしくはビ
オマスのような重質フラクションを包含する。各種の炭化水素油の組合せ物も用
いることができる。供給原料は一般に少なくとも330℃の沸点を有する炭化水
素を含む。本発明の好適具体例において、供給原料の少なくとも50重量%は3
70℃より高い沸点を有する。供給原料は5000ppmw(100万重量部)
までの窒素含有量と6重量%までの硫黄含有量とを有することができる。典型的
には窒素含有量は250〜2000ppmwの範囲であり、硫黄含有量は0.2
〜5重量%の範囲である。供給原料の1部または全部を予備処理、たとえば水添
脱窒素、水添脱流もしくは水添脱金属にかけることができ、しはばしばこれが望
ましく、その方法は当業界にて公知である。
この方法を接触熱分解条件下(すなわち添加水素の不存在下)で行う場合は、
この方法を便利には上方向もしくは下方向に移動する触媒床にて、たとえば慣用
のテルモフォア・カタリチック・クラッキング(TCC)またはフルーダイズド
・カタリチック・クラッキング(FCC)法にて行う。工程条件は好ましくは4
00〜900℃、より好ましくは450〜800℃、特に500〜650の範囲
の反応温度;1×105〜1×106Pa(1〜10バール)、特に1×105〜
7.5×105Pa(1〜7.5バール)の全圧力;5〜150、特に20〜1
00の範囲の触媒組成物/供給原料の重量比(kg/kg);および0.1〜
10秒、有利には1〜6秒の触媒組成物と供給原料との間の接触時間である。
しかしながら、本発明による方法は好ましくは水素化条件下、すなわち接触水
添熱分解条件下、たとえば残油水添熱分解条件下で行われる。
すなわち、反応温度は好ましくは250〜500℃、より好ましくは300〜
450℃、特に350〜450℃の範囲である。
全圧力は好ましくは5×106〜3×107Pa(50〜300バール)、より
好ましくは7.5×106〜2.5×107Pa(75〜250バール)、一層好
ましくは1×107〜2×107Pa(100〜200バール)の範囲である。
水素分圧は好ましくは2.5×106〜2.5×107Pa(25〜250バー
ル)、より好ましくは5×106〜2×107Pa(50〜200バール)、一層
好ましくは6×106〜1.8×107Pa(60〜180バール)の範囲である
。
触媒組成物1L当たり毎時0.05〜10kgの供給原料の範囲における空時
速度(kg・L-1・h-1)が便利に使用され、好ましくは空時速度は0.1〜8
kg/L-1・h-1、特に0.1〜5kg・L-1・h-1の範囲である。さらに、1
00〜5000 N1/kgの範囲の全ガス割合(ガス/供給物比)が便利に使
用され、好ましくは使用する全ガス割合は250〜2500 N1/kgの範囲
である。
以下、例示の目的で実施例により本発明をさらに説明し、ここで単位格子定数
(ao)は標準試験法ASTMD 3942−80にしたがって測定し、比結晶
度(%)は増大中気孔ゼオライトYに関するX線結晶学データを従来技術の標準
的対応ゼオライトYのデータと比較して決定し、さらに表面特性(すなわち表面
積(m2/g)および中気孔容積(mL/g)は77°K(−196℃)におけ
る窒素吸着を用いて測定した。実施例1
(i)増加した中気孔容積を有するモレキュラシーブの作成
7.4のシリカ対アルミナのモル比と、2.433nm(24.33Å)の単
位格子定数(ao)と、691m2/gの表面積と、0.177mL/gの中気
孔容積とを有する極く超安定性ゼオライトY(VUSY)を硝酸アンモニウム(
NH4NO3)の4N水溶液に、乾燥重量基準で硝酸アンモニウムのg数とゼオラ
イトYのg数との比が1.5となるような量で添加した。得られたスラリーを2
Lの撹拌オートクレーブに入れ、スラリーを150℃にて12時間にわたり加熱
した。冷却の後、オートクレーブの内容物を濾過してゼオライトYと実質的に同
じ構造を有するモレキュラシーブを得、これを硝酸溶液(ゼオライト1g当たり
2ミリ当量(meq)の水素イオン(H+))により93℃にて3時間にわたり
2回洗浄すると共に110℃で乾燥した後、これは13.2のシリカ対アルミナ
のモル比と2.429nm(24.29Å)の単位格子定数(ao)と87%の
比結晶度と756m2/gの表面積と0.322mL/gの中気孔容積とを有す
ることが判明した。
(ii)触媒組成物の作成
上記(i)に記載したように作成したモレキュラシーブ(5g)と非晶質55
/45シリカ−アルミナ(104g)と高微孔質の沈澱アルミナ(50g)とよ
りなる混合物に、水(145g)と酢酸(96%、4g)とを添加した。この混
合物を先ず最初に混練し、次いで押出助剤の添加後に円筒形状のペレットまで押
出した。ペレットを120℃にて2時間乾燥させ、次いで530℃にて2時間に
わたり焼成した。得られたペレットは1.6mmの円形端部表面の直径と0.7
2mL/gの水気孔容積とを有した。ペレットは乾燥重量基準で4重量%のモレ
キュラシーブと96重量%の結合剤(66重量%のシリカ−アルミナおよび30
重量%のアルミナ)とを含んだ。
10.07gの硝酸ニッケルの水溶液(14重量%のニッケル)と16.83
gのメタタングステン酸アンモニウムの水溶液(39.8重量%のタングステン
)とを合し、得られたニッケル/タングステン溶液を水(18g)で希釈すると
共にホモゲナイズした。25.0gのペレットにホモゲナイズされニッケル/タ
ングステン溶液を含浸させ、120℃にて1時間乾燥させ、最後に500℃にて
2時間にわたり焼成した。ペレットは全組成物に対し3.9重量%のニッケルと
18.9重量%のタングステンとを含有した。実施例2
(i)増大した中気孔容積を有するモレキュラシーブの作成
8.4のシリカ対アルミナのモル比と2.434nm(24.34Å)の単位
格子定数(ao)と727m2/gの表面積と0.180mL/gの中気孔容積と
を有する極超安定性ゼオライトY(VUSY)を硝酸アンモニウム(NH4NO3
)の4N水溶液に、乾燥基準で硝酸アンモニウムのg数とゼオライトYのg数と
の比が1.5となるような量にて添加した。得られたスラリーを2Lの撹拌オー
トクレーブに入れ、スラリーを200℃にて6時間加熱した。冷却の後、オート
クレーブの内容物を濾過して実質的にゼオライトYと同じ構造を有するモレキュ
ラシーブを得、これは硝酸溶液(ゼオライト1g当たり2ミリ当量(meq)の
水素イオン(H+))により93℃にて3時間にわたり2回洗浄すると共に11
0℃で乾燥した後に10.0のシリカ対アルミナのモル比と2.427nm(2
4.27Å)の単位格子定数(ao)と71%の比結晶度と605m2/gの表面
積と0.423mL/gの中気孔容積とを有することが判明した。
(ii)触媒組成物の作成
実施例1(ii)に記載した方法で上記(i)に記載したように作成したモレ
キュラシーブ(5g)を非晶質55/45シリカ−アルミナ(82g)および高
微孔質の沈澱アルミナ(40g)と合して円筒形状のペレットを形成させ、これ
は乾燥および焼成の後に1.2mmの円形末端表面直径と0.717mL/gの
水気孔容積とを有した。ペレットは乾燥重量基準で5重量%のモレキュラシーブ
と95重量%の結合剤(65重量%のシリカ−アルミナおよび30重量%のアル
ミナ)とを含んだ。
8.34gの硝酸ニッケルの水溶液(14.1重量%のニッケル)と8.29
gのメタタングステン酸アンモニウムの水溶液(67.3重量%のタングステン
)とを合し、得られたニッケル/タングステン溶液を水(7.2g)で希釈する
と共にホモゲナイズした。25.0gのペレットにホモゲナイズされたニッケル
/タングステン溶液を含浸させ、120℃にて1時間乾燥させ、最後に500℃
にて2時間にわたり焼成した。ペレットは全組成物に対し3.9重量%のニッケ
ルと18.9重量%のタングステンとを含有した。実施例3
(i)増大した中気孔容積を有するモレキュラシーブの作成
7.4のシリカ対アルミナのモル比と2.433nm(24.33Å)の単位
格子定数(ao)と691m2/gの表面積と0.177mL/gの中気孔容積と
を有する極超安定性ゼオライトY(VUSY)を硝酸アンモニウム(NH4NO3
)の4N水溶液に、乾燥基準で硝酸アンモニウムのg数とゼオライトYのg数と
の比が1.5となるような量にて添加した。得られたスラリーを2Lの撹拌オー
トクレーブに入れ、スラリーを180℃にて12時間加熱した。冷却の後、オー
トクレーブの内容物を濾過して実質的にゼオライトYと同じ構造を有するモレキ
ュラシーブを得、これは硝酸溶液(ゼオライト1g当たり2ミリ当量(meq)
の水素イオン(H+))により93℃にて3時間にわたり2回洗浄すると共に1
10℃で乾燥した後に10.2のシリカ対アルミナのモル比と2.428nm(
24.28Å)の単位格子定数(ao)と57%の比結晶度と519m2/gの表
面積と0.458mL/gの中気孔容積とを有することが判明した。
(ii)触媒組成物の作成
実施例1(ii)に記載した方法で、上記(i)に記載したように作成したモ
レキュラシーブ(7g)を非晶質55/45シリカ−アルミナ(125g)およ
び高微孔質の沈澱アルミナ(60g)と合して円筒形状のペレットを形成させ、
これは乾燥および焼成の後に1.6mmの円形末端表面直径と0.792mL/
gの水気孔容積とを有した。ペレットは乾燥重量基準で4重量%のモレキュラシ
ーブと96重量%の結合剤(66重量%のシリカ−アルミナおよび30重量%の
アルミナ)とを含んだ。
13.12gの硝酸ニッケルの水溶液(14.1重量%のニッケル)と12.
94gのメタタングステン酸アンモニウムの水溶液(67.3重量%のタングス
テン)とを合し、得られたニッケル/タングステン溶液を水(13.69g)で
希釈すると共にホモゲナイズした。32.53gのペレットにホモゲナイズされ
たニッケル/タングステン溶液を含浸させ、120℃にて1時間乾燥させ、最後
に500℃にて2時間焼成した。ペレットは全組成物に対し3.9重量%のニッ
ケルと18.9重量%のタングステンとを含有した。実施例4 水添熱分解実験
実施例1〜3の各触媒組成物を、水添熱分解性能試験にて中間留液の選択率に
つき評価した。試験は、炭化水素供給原料(水添処理された重質減圧ガス油)を
触媒組成物(常法で予備硫化した)と1回通過操作にて次の操作条件下に接触さ
せることを含んだ:触媒組成物1L当たり毎時1.5kgのガス油の空時速度(
kg/L-1・h-1)、5.5×105Pa(5.5バール)の硫化水素分圧、7
.5×103Pa(0.075バール)のアンモニア分圧、14×106Pa(1
40バール)の全圧力および1500 NL/kgのガス/供給物比。
水添処理された重質減圧ガス油は次の性質を有した:
炭素含有量 : 86.5重量%
水素含有量 : 13.4重量%
硫黄含有量 : 0.007重量%
窒素含有量 : 16.1ppmw
密度(70/4) : 0.8493g/mL
100℃における動粘度 : 8.81mm2/s(cS)
初期沸点 : 345℃
10%w沸点 : 402℃
20%w沸点 : 423℃
30%w沸点 : 441℃
40%w沸点 : 456℃
50%w沸点 : 472℃
60%w沸点 : 490℃
70%w沸点 : 508℃
80%w沸点 : 532℃
90%w沸点 : 564℃
最終沸点 : 741℃
各触媒組成物の性能を、370℃以上で沸騰する供給物成分の65重量%正味
変換率にて評価した。実施例1〜3の触媒組成物により示された中間留液の選択
率(すなわち150〜370℃の温度範囲にて沸騰するフラクション)を下表I
に示す。
上記第I表から見られるように、本発明による実施例1〜3の触媒組成物は高
い中間留液選択率を示す。実施例5
(i)増加した中気孔容積を有するモレキュラシーブの作成
7.9のシリカ対アルミナのモル比と2.431nm(24.31Å)の単位
格子定数(ao)と550m2/gの表面積と0.141mL/gの中気孔容積と
を有する極超安定性ゼオライトY(VUSY)を硝酸アンモニウム(NH4NO3
)の4N水溶液に、乾燥重量基準で硝酸アンモニウムのg数とゼオライトYのg
数との比が1.5となるような量にて添加した。得られたスラリーを2Lの撹拌
オートクレーブに入れ、スラリーを200℃まで6時間加熱した。冷却の後、オ
ートクレーブの内容物を濾過して実質的にゼオライトYと同じ構造を有するモレ
キュラシーブを得、これは脱塩水により93℃にて3時間にわたり2回洗浄する
と共に110℃で乾燥した後に8.5のシリカ対アルミナのモル比と2.432
nm(24.32Å)の単位格子定数(ao)と69%の比結晶度と481m2/
gの表面積と0.41mL/gの中気孔容積とを有することが判明した。
(ii)触媒組成物の作成
実施例1(ii)に記載した方法で、上記(i)に記載したように作成したモ
レキュラシーブ(22.3g)を高微孔質の沈澱アルミナ(110.0g)と合
して円筒形状のペレットを形成させ、これは乾燥および焼成の後に1.6mmの
円形末端表面直径と0.642mL/gの水気孔容積とを有した。ペレットは乾
燥重量基準で20重量%のモレキュラシーブと80重量%のアルミナ結合剤とを
含んだ。
8.92gの硝酸ニッケルの水溶液(13.9重量%のニッケル)と7.85
gのメタタングステン酸アンモニウムの水溶液(67.3重量%のタングステン
)とを合し、得られたニッケル/タングステン溶液を水(6.6g)で希釈する
と共にホモゲナイズした。22.76gのペレットにホモゲナイズされたニッケ
ル/タングステン溶液を含浸させ、120℃にて1時間乾燥し、最後に500℃
にて2時間焼成した。ペレットは全組成物に対し4.0重量%のニッケルと17
.0重量%のタングステンとを含有した。実施例6 水添熱分解実験
本発明による触媒組成物である実施例5の触媒組成物を、水添熱分解性能試験
にて中間留液の選択率につき評価した。試験は、炭化水素供給原料(水添処理さ
れた重質減圧ガス油)を実施例5の触媒組成物(常法で予備硫化)と1回通過操
作にて次の操作条件下に接触させることを含んだ:触媒組成物1L当たり毎時1
.5kgのガス油の空時速度(kg/L-1・h-1)、5.5×105Pa(5.
5バール)の硫化水素分圧、1.65×104Pa(0.165バール)のアン
モニア分圧、14×106Pa(140バール)の全圧力および1500 NL
/kgのガス/供給物比。
水添処理された重質減圧ガス油は次の性質を有した:
炭素含有量 : 86.7重量%
水素含有量 : 13.3重量%
硫黄含有量 : 0.007重量%
窒素含有量 : 19.0ppmw
密度(70/4) : 0.8447g/mL
初期沸点 : 349℃
10%w沸点 : 390℃
20%w沸点 : 410℃
30%w沸点 : 427℃
40%w沸点 : 444℃
50%w沸点 : 461℃
60%w沸点 : 478℃
70%w沸点 : 498℃
80%w沸点 : 523℃
90%w沸点 : 554℃
最終沸点 : 620℃
触媒組成物の性能を、370℃以上で沸騰する供給物成分の65重量%正味変
換率にて評価した。実施例5の触媒組成物により示された中間留液の選択率(す
なわち150〜370℃の温度範囲にて沸騰するフラクション)は69.0%w
/wにて高いことが判明した。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Catalyst compositions and their use in hydrocarbon conversion processes
The present invention relates to a catalyst composition and a hydrocarbon conversion method using the same.
In the petroleum industry, many hydrocarbon conversion processes use catalyst compositions based on zeolite Y.
It is performed using objects. Zeolite Y is very often used in the production of certain
The reduced unit that has been subjected to the stabilization and / or dealumination process
Lattice constant (ao) And an increased silica to alumina molar ratio. these
The stabilized zeolite, and the zeolite Y during synthesis, have a diameter of 2 nanometers (
nm) larger pores and thus a limited medium pore (mesop)
ore) having a volume (medium pores typically have a diameter in the range of 2 to 60 nm)
).
US-A-5 354 452 discloses a silica to alumina molar ratio of 6 to 20.
An ultrastable Y-type zeolite having at least 18 silica to alumina
And a unit cell constant of 2.420 to 2.448 nm (24.20 to 24.48 °)
Number (ao) With 1000 to 1200 ° F. water.
Disclosed is a method of performing acid treatment at 140 to 220 ° F. after subjecting to hydrothermal treatment with steam.
doing. Hydrothermally treated zeolites are typically from 2.427 to 2.439 nm.
(24.27 to 24.39 °) unit cell constant (ao) And 10-60n
m (100-600 °) contained in the medium pores having a diameter in the range of
. A second pore volume of 13 mL / g, a total pore volume of 0.16-0.20 mL / g,
Whereas acidified hydrothermally treated zeolites are typically 2.40.
The unit cell constant (a) in the range of 5 to 2.418 nm (24.05 to 24.18 °)o
) And contained in medium pores having a diameter in the range of 10-60 nm (100-600 °)
0.12 to 0.14 mL / g second pore volume, and 0.16 to 0.25 mL
/ G of total pore volume.
Surprisingly, this time, the desired product is obtained, for example, by catalytic pyrolysis or hydrogenation pyrolysis.
Used to convert hydrocarbon oils to produce higher yields and selectivities
Certain "Y-shaped" molecular weights with much higher medium pore volume
It has been found that a catalyst composition containing the catalyst can be prepared.
According to the present invention, substantially the same structure as zeolite Y and less than 2.485 nm
Or a unit cell constant (ao) And has a diameter in the range of 2 to 60 nm
Having a medium pore volume of at least 0.05 mL / g contained in the medium pores.
Consisting of a cura sieve and a binder, and having a unit cell constant (ao) And medium pore volume
The relationship of the following rules:
Unit lattice constant (nm) Medium pore volume (mL / g)
2.485 ≧ ao> 2.460 ≧ 0.05
2.460 ≧ ao≧ 2.450 ≧ 0.18
2.450> ao> 2.427 ≧ 0.23
2.427 ≧ ao ≧ 0.26
There is provided a catalyst composition comprising:
The molecular sieve used in the catalyst composition of the present invention is substantially the same as zeolite Y.
Have the same structure. This rule only applies to zeolite Y itself.
Some of the aluminum ions are iron, titanium, gallium, tin, chromium
Or other metal ions, such as scandium ions,
Is determined by X-ray crystallography and does not differ significantly from the structure of zeolite Y.
Intended to include molecular sieves also derived from modified zeolite Y
I do. Examples of suitable iron- and / or titanium-modified zeolites Y are described in US Pat.
Nos. 176 817 and 5 271 761 and are suitable
Examples of chromium- and / or tin-modified zeolite Y are EP-A-321 17
No. 7 is disclosed.
However, the molecular sieves used in the catalyst composition of the present invention are preferably
Is derived from zeolite Y itself, which is, for example, Robert E. Kriger Pub
Published by The Lishing Company, Inc. (1984)
Donald W. Zeolite molecular sieves (structure, chemistry and
Use), and U.S. Patent Nos. 3,506,400, 3,671,191,
No. 3,808,326, No. 3,929,672 and No. 5,242,677
It is described in.
The molecular sieve used in the composition of the present invention has (≦) 2.485 nm (24
. 85 °) or less, preferably (≦) 2.460 nm (24
. 60 °) or less, for example, 2.427 to 2.485 nm (
24.27 to 24.85 °), preferably 2.427 to 2.460 nm (
24.27 to 24.60 °) in the unit cell constant (ao). Advantageously
Molecular sieves up to 2.440 nm (24.40 °), for example 2.42
The unit cell constant (a) in the range of 7 to 2.440 nm (24.27 to 24.40 °)o
) Or between 2.450 and 2.460 nm (24.50-24.60 °).
Unit cell constant of the range (ao).
In a molecular sieve contained in medium pores having a diameter in the range of 2 to 60 nm
The pore volume is determined by the unit cell constant (ao). Unit cell constant (ao) And shy
The relationship between pore volume is as follows:
Unit lattice constant (nm) Medium pore volume (mL / g)
2.485 ≧ ao> 2.460 ≧ 0.05
2.460 ≧ ao≧ 2.450 ≧ 0.18
2.450> ao> 2.427 ≧ 0.23
2.427 ≧ ao ≧ 0.26
Molecular sieves up to 0.8 mL / g, for example 0.05, preferably 0.
18, more preferably 0.23, even more preferably 0.26, advantageously 0.3, especially
In the range of 0.4mL / g to 0.6mL / g, especially up to 0.8mL / g
It can have a pore volume.
Molecular sieves useful in the present invention are conveniently zeolite Y or modified as described above.
The zeolite Y is converted to one or more salts, acids, bases and / or water-soluble organic
An aqueous solution having the compound dissolved therein and at a temperature higher than the boiling point of the solution under atmospheric pressure,
Zeo with increased medium pore volume in medium pores having diameters in the range of 60 nm
Work by hydrothermal treatment with hydrothermal contact for a time sufficient to give the light
Can be achieved. After completion of the hot water treatment, the product is separated and washed (deionized water
Alternatively, use a solution of an acid such as nitric acid) and then recover. This process gives
The resulting product is generally of the same unit cell size (unit cell constant) as the starting zeolite.
And a molar ratio of silica to alumina. However, if desired, the product
Further subject to stabilization and / or dealumination known in the art
It is also possible to vary the unit cell dimensions and / or the molar ratio of silica to alumina.
it can.
Examples of salts that can be used in preparing the hot water treatment aqueous solution include strong and weak acids, organic acids and the like.
And inorganic acids such as nitric acid and hydrochloric acid, ammonium, alkali metals such as
Sodium and potassium) and alkaline earth metal salts. use
Examples of possible acids are strong inorganic acids such as, for example, nitric acid and hydrochloric acid, and for example, acetic acid and
And weak organic acids such as formic acid. Examples of bases that can be used are, for example, ammonia
And inorganic bases such as alkali and alkaline earth metal hydroxides, and
Such as quaternary ammonium hydroxides, amine complexes and pyridinium salts
Organic bases. Further examples of water-soluble organic compounds that can be used are C1~ C6Arco
And ethers. The concentration and concentration of the aqueous solution in contact with the starting zeolite
The amount is at least 0.1 part by weight per part by weight of zeolite (p
bw) is adjusted to give a dissolved solute.
The pH of the hot water treatment aqueous solution can be changed in the range of 3 to 10,
High or low pH is suitable, depending on the "modified" zeolite Y. That is,
When the exothermic zeolite is 2.450 to 2.460 nm (2.460 nm ≧ ao≧ 2.45
0nm) unit cell constant (ao) Before contact with zeolite
It is desirable to maintain or adjust the pH of the solution to a value between 4.5 and 8. Departure
Olite from greater than 2.427 nm to less than 2.450 nm (2.450 nm
> Ao> 2.427 nm) (a)o), The pH of the solution
Desirably it should be maintained or adjusted to a value between 3 and 8. Further departure Zeoli
Is less than or equal to 2.427 nm (2.427 nm ≧ ao) Unit case
Child constant (ao), The pH of the solution is preferably maintained at a value between 3 and 7
Or they should be adjusted.
The temperature of the hydrothermal treatment should be above the atmospheric boiling point of the aqueous solution. Up to 400 ° C
Temperatures may be used, but generally at temperatures in the range of 110 or 115-250 ° C.
Is enough. Good results can be obtained using temperatures in the range of 140-200 ° C.
Wear.
Processing time is inversely related to processing temperature. That is, at a higher temperature,
A shorter time is required to provide an increase in pore volume. Processing time is 5 minutes
It can vary between 2 and 24 hours, but generally ranges from 2 to 12 hours.
The duration of the hydrothermal treatment and the temperature at which it is performed depend on the medium pore volume in the final product.
At least 5%, preferably less, than the medium pore volume in the starting zeolite.
It should be at least 10% larger.
Molecular sieves suitable for use in the catalyst composition of the present invention are described above (modified
) Zeolite Y may be prepared by adding one or more salts, acids, bases and / or water-soluble
Hydrothermally in contact with the aqueous solution in which the organic compound is dissolved at a temperature higher than the atmospheric boiling point of the solution
And then separated and washed with an acid solution.
It was a thing.
Acid solutions include inorganic and organic acids such as nitric acid, hydrochloric acid, acetic acid, formic acid and citric acid.
It can be an aqueous solution of one or more acids selected from acids. (Prolapse
Washing with acid solution compared to using (ion) water, increased medium pore molecular weight
This has the advantage of further increasing the middle distillate selectivity of the sieve.
As the binder in the catalyst composition of the present invention, an inorganic oxide or two or more
It is convenient to use a mixture of more such oxides. Binder is amorphous
Alternatively, it can be crystalline. Examples of suitable binders are alumina, silica,
Gnesia, titania, zirconia, silica-alumina, silica-zirconia, silicon
And Rica-boria and mixtures thereof. The preferred binder to use is aluminum
In alumina or alumina matrix (particularly γ-alumina matrix)
Alumina in combination with a dispersion of Rica-alumina.
The catalyst composition according to the invention preferably has a molecular weight of from 1 to 80% by weight (% by weight).
Sieve and 20-99% by weight of binder (total dry weight of molecular sieve and binder)
(Based on dry weight). More preferably, the catalyst composition comprises a molecular sieve and
10 to 70% by weight of the molecular sieve based on the total dry weight of
90% by weight of binder, in particular 20-50% by weight of molecular sieve and 50-80% by weight
% Binder.
Depending on the application of the catalyst composition according to the invention (for example hydrogenolysis), these
At least one hydrogenation component can be further included. Hydrogenation useful in the present invention
Examples of components include Group 6B metals (eg, molybdenum and tungsten) and Group 8B
Group metals (eg, cobalt, nickel, iridium, platinum and palladium),
Further, oxides and sulfides thereof are included. The catalyst composition is preferably at least
Two hydrogenation components, such as molybdenum and / or tungsten components, are
And / or nickel in combination with the nickel component. Particularly suitable combinations are
Kel / tungsten and nickel / molybdenum. Uses metal in sulfide form
This gives very advantageous results.
The catalyst composition was calculated as metal per 100 parts by weight of the total catalyst composition, 50
It can contain up to parts by weight of hydrogenation components. For example, the catalyst composition has
40 parts by weight, more preferably 5 to 25 parts by weight, especially 10 to 20 parts by weight of Group 6 gold
Genus and / or 0.05 to 10 parts by weight, more preferably 0.5 to 8 parts by weight, having
In particular, 2 to 6 parts by weight of Group VIII metal (metal per 100 parts by weight of the total catalyst composition
Calculated).
The catalyst composition according to the present invention can be made by techniques conventional in the art.
.
A convenient method of producing a catalyst composition for use in pyrolysis is to mix the binder with water.
To form a slurry or sol.
H, then add the above powdered molecular sieve with additional water as desired
To obtain a slurry or sol having a solids concentration of Then
The slurry or sol is spray dried. Spray-dried particles thus formed
Can be used directly or fired before use.
One method of preparing a catalyst composition for use in hydropyrolysis is described in the above molec
Kneading the coa sieve and the binder in the presence of water and, if necessary, a peptizer,
Extruding the resulting mixture into pellets and then firing the pellets
I have. The pellets obtained in this way are then labeled with a 6B metal and / or
One or more solutions of a Group 8 metal salt are impregnated and calcined again.
Alternatively, the molecular sieve and the binder are combined with a 6B metal and / or a Group 8 metal.
In the presence of one or more solutions of a metal salt and, if necessary, a peptizer
While kneading together, the formed mixture can be extruded into pellets.
The pellets can then be fired.
The present invention further provides a method for converting hydrocarbon feedstocks to lower boiling materials.
The method also comprises providing the feedstock at an elevated temperature with a catalyst composition according to the present invention.
It consists of contacting.
Hydrocarbon feeds useful in the present invention can vary within a wide boiling range.
These are, for example, light fractions such as the kerosene fraction, as well as
For example, gas oil, coke gas oil, vacuum gas oil, deasphalted oil, long oil and short oil
, Catalytic cracking cycle oil, pyrolysis or catalytic cracking gas oil and tar sands
Syncrude, shell oil, residual oil from the quality improvement process or
Includes heavy fractions such as omas. For use with combinations of various hydrocarbon oils
Can be. The feedstock is typically a hydrocarbon having a boiling point of at least 330 ° C.
Including elementary. In a preferred embodiment of the invention, at least 50% by weight of the feedstock is 3%.
It has a boiling point higher than 70 ° C. 5000 ppmw (1 million parts by weight)
It can have a nitrogen content of up to 6% and a sulfur content of up to 6% by weight. Typical
Has a nitrogen content in the range of 250-2000 ppmw and a sulfur content of 0.2
-5% by weight. Pretreatment of part or all of the feedstock, for example hydrogenation
It can be subjected to denitrification, hydrodeflow or hydrodemetallization, which is often desirable
Preferably, the method is well known in the art.
If this method is performed under catalytic pyrolysis conditions (ie, in the absence of added hydrogen),
The process is conveniently carried out in a catalyst bed moving upwards or downwards, e.g.
Thermophore Catalytic Cracking (TCC) or Fluidized
・ Catalytic cracking (FCC) method. The process conditions are preferably 4
00-900 ° C, more preferably 450-800 ° C, especially 500-650.
Reaction temperature of 1 × 10Five~ 1 × 106Pa (1-10 bar), especially 1 × 10Five~
7.5 × 10FiveTotal pressure of Pa (1 to 7.5 bar); 5 to 150, in particular 20 to 1
A weight ratio (kg / kg) of catalyst composition / feedstock in the range of 00;
A contact time between the catalyst composition and the feed of 10 seconds, preferably 1 to 6 seconds.
However, the process according to the invention is preferably carried out under hydrogenation conditions, i.e.
The reaction is carried out under pyrolysis conditions, for example, under hydrocracking conditions of residual oil.
That is, the reaction temperature is preferably from 250 to 500C, more preferably from 300 to 500C.
It is in the range of 450 ° C, especially 350-450 ° C.
The total pressure is preferably 5 × 106~ 3 × 107Pa (50-300 bar) and more
Preferably 7.5 × 106~ 2.5 × 107Pa (75-250 bar), even better
Preferably 1 × 107~ 2 × 107Pa (100-200 bar).
The hydrogen partial pressure is preferably 2.5 × 106~ 2.5 × 107Pa (25-250 bar
Le), more preferably 5 × 106~ 2 × 107Pa (50-200 bar), one layer
Preferably 6 × 106~ 1.8 × 107Pa (60-180 bar)
.
Space-time in the range of 0.05 to 10 kg / h feed per liter of catalyst composition
Speed (kg · L-1・ H-1) Is conveniently used, preferably with a space-time velocity of 0.1 to 8
kg / L-1・ H-1, Especially 0.1-5kg · L-1・ H-1Range. In addition, 1
The total gas ratio (gas / supply ratio) in the range of 00 to 5000 N1 / kg is conveniently used.
And preferably the total gas proportion used is in the range of 250 to 2500 N1 / kg
It is.
The invention will now be further described by way of example for illustrative purposes, in which the unit cell constant
(Ao) Is determined according to the standard test method ASTM D3942-80,
The degree (%) is calculated by comparing the X-ray crystallographic data for the medium pore zeolite Y with the prior art standard.
Is determined by comparison with the data of the corresponding zeolite Y, and the surface properties (ie, surface
Product (mTwo/ G) and medium pore volume (mL / g) at 77 ° K (-196 ° C).
It was measured using nitrogen adsorption.Example 1
(I)Creation of molecular sieves with increased medium pore volume
A silica to alumina molar ratio of 7.4 and 2.433 nm (24.33 °)
Lattice constant (ao) And 691mTwo/ G surface area and 0.177 mL / g medium
Ultra-stable zeolite Y (VUSY) having pore volume and ammonium nitrate (
NHFourNOThree), The number of grams of ammonium nitrate and Zeola on a dry weight basis
It was added in such an amount that the ratio of the kit Y to the g number was 1.5. The resulting slurry is
L in a stirred autoclave and heat the slurry at 150 ° C for 12 hours
did. After cooling, the contents of the autoclave are filtered and substantially the same as zeolite Y.
A molecular sieve having the same structure as above is obtained, and this is treated with a nitric acid solution (per g of zeolite).
2 milliequivalents (meq) of hydrogen ions (H+)) At 93 ° C for 3 hours
After washing twice and drying at 110 ° C., this gives 13.2 silica to alumina.
And the unit cell constant (a) of 2.429 nm (24.29 °).o) And 87%
Specific crystallinity and 756mTwo/ G surface area and 0.322 mL / g medium pore volume
Turned out to be.
(Ii)Preparation of catalyst composition
Molecular sieve (5 g) prepared as described in (i) above and amorphous 55
/ 45 silica-alumina (104 g) and highly microporous precipitated alumina (50 g).
To the resulting mixture was added water (145 g) and acetic acid (96%, 4 g). This mix
The mixture is first kneaded and then pressed into cylindrical pellets after the addition of the extrusion aid.
Issued. Dry the pellets at 120 ° C for 2 hours, then at 530 ° C for 2 hours
Fired over. The resulting pellet has a circular end surface diameter of 1.6 mm and 0.7 mm.
Water pore volume of 2 mL / g. Pellets are 4% by weight on a dry weight basis.
Cura sieve and 96% by weight binder (66% silica-alumina and 30%
Wt% alumina).
10.07 g of an aqueous solution of nickel nitrate (14% by weight of nickel) and 16.83
g of an aqueous solution of ammonium metatungstate (39.8% by weight of tungsten
) And dilute the resulting nickel / tungsten solution with water (18 g).
Both were homogenized. Nickel / Titanium homogenized into 25.0 g pellets
Impregnated with a Ngustene solution, dried at 120 ° C. for 1 hour, and finally at 500 ° C.
Bake for 2 hours. The pellets contain 3.9% nickel by weight of the total composition.
18.9% by weight of tungsten.Example 2
(I)Creation of molecular sieves with increased medium pore volume
Silica to alumina molar ratio of 8.4 and units of 2.434 nm (24.34 °)
Lattice constant (ao) And 727mTwo/ G surface area and 0.180 mL / g medium pore volume
Ultrastable zeolite Y (VUSY) havingFourNOThree
G) of ammonium nitrate and g of zeolite Y on a dry basis
Was added in such an amount that the ratio was 1.5. The obtained slurry is stirred with 2 L
The slurry was heated at 200 ° C. for 6 hours in a toclave. After cooling, auto
The content of the clave is filtered to form a molecule having substantially the same structure as zeolite Y.
A sieve obtained from a nitric acid solution (2 meq / g zeolite).
Hydrogen ion (H+)), Washing twice at 93 ° C. for 3 hours and 11
After drying at 0 ° C., a silica to alumina molar ratio of 10.0 and 2.427 nm (2
4.27 °) unit cell constant (ao) And 71% specific crystallinity and 605 mTwo/ G surface
Volume and a medium pore volume of 0.423 mL / g.
(Ii)Preparation of catalyst composition
Mole prepared as described in (i) above by the method described in Example 1 (ii)
CuraSieve (5 g) was mixed with amorphous 55/45 silica-alumina (82 g) and high
Combined with microporous precipitated alumina (40 g) to form cylindrical pellets,
Has a circular end surface diameter of 1.2 mm and 0.717 mL / g after drying and baking.
Water pore volume. Pellets are 5% by weight molecular sieve on a dry weight basis.
And 95% by weight of binder (65% by weight of silica-alumina and 30% by weight of
Mina) and included.
8.34 g of an aqueous solution of nickel nitrate (14.1% by weight of nickel) and 8.29
g of an aqueous solution of ammonium metatungstate (67.3% by weight of tungsten
) And dilute the resulting nickel / tungsten solution with water (7.2 g)
And homogenized. Nickel homogenized into 25.0 g pellets
/ Tungsten solution and dried at 120 ° C. for 1 hour, and finally 500 ° C.
For 2 hours. The pellets were 3.9% by weight nickel with respect to the total composition.
And 18.9% by weight of tungsten.Example 3
(I)Creation of molecular sieves with increased medium pore volume
A silica to alumina molar ratio of 7.4 and units of 2.433 nm (24.33 °)
Lattice constant (ao) And 691mTwo/ G surface area and 0.177 mL / g medium pore volume
Ultrastable zeolite Y (VUSY) havingFourNOThree
G) of ammonium nitrate and g of zeolite Y on a dry basis
Was added in such an amount that the ratio was 1.5. The obtained slurry is stirred with 2 L
The slurry was heated at 180 ° C. for 12 hours in a toclave. After cooling,
Filtering the contents of the toclave to form a molec having substantially the same structure as zeolite Y;
And a nitric acid solution (2 meq / g zeolite)
Hydrogen ion (H+)) Twice at 93 ° C. for 3 hours and 1
After drying at 10 ° C., a silica to alumina molar ratio of 10.2 and 2.428 nm (
24.28 °) (a)o) And 57% specific crystallinity and 519mTwo/ G table
It was found to have an area and a medium pore volume of 0.458 mL / g.
(Ii)Preparation of catalyst composition
The model created as described in (i) above by the method described in Example 1 (ii)
Recurve sieve (7 g) was converted to amorphous 55/45 silica-alumina (125 g) and
And high-porosity precipitated alumina (60 g) to form a cylindrical pellet,
It has a circular end surface diameter of 1.6 mm after drying and firing and 0.792 mL /
g of water pore volume. Pellets are 4% by weight molecular weight based on dry weight.
And 96% by weight of binder (66% by weight silica-alumina and 30% by weight
Alumina).
13.12 g of an aqueous solution of nickel nitrate (14.1% by weight of nickel) and
94 g of an aqueous solution of ammonium metatungstate (67.3% by weight of tungsten
And the resulting nickel / tungsten solution with water (13.69 g).
Dilute and homogenize. Homogenized into 32.53 g pellets
Impregnated with nickel / tungsten solution and dried at 120 ° C for 1 hour.
At 500 ° C. for 2 hours. The pellets had a 3.9% by weight of the total composition.
Kel and 18.9% by weight tungsten.Example 4 Hydrothermal decomposition experiment
Each catalyst composition of Examples 1 to 3, the hydrogenated pyrolysis performance test in the selectivity of the middle distillate
Was evaluated. The test was conducted using hydrocarbon feedstock (hydrogenated heavy vacuum gas oil).
The catalyst composition (pre-sulfurized in a conventional manner) was brought into contact with the catalyst composition in a single pass operation under the following operating conditions.
Including the space-time velocity of 1.5 kg of gas oil per liter of catalyst composition per hour (
kg / L-1・ H-1) 5.5 × 10FiveHydrogen sulfide partial pressure of Pa (5.5 bar), 7
. 5 × 10ThreeAmmonia partial pressure of Pa (0.075 bar), 14 × 106Pa (1
Total pressure of 40 bar) and a gas / feed ratio of 1500 NL / kg.
The hydrogenated heavy vacuum gas oil had the following properties:
Carbon content: 86.5% by weight
Hydrogen content: 13.4% by weight
Sulfur content: 0.007% by weight
Nitrogen content: 16.1 ppmw
Density (70/4): 0.8493 g / mL
Kinematic viscosity at 100 ° C .: 8.81 mmTwo/ S (cS)
Initial boiling point: 345 ° C
10% w boiling point: 402 ° C
20% w boiling point: 423 ° C
30% w boiling point: 441 ° C
40% w boiling point: 456 ° C
50% w boiling point: 472 ° C
60% w boiling point: 490 ° C
70% w boiling point: 508 ° C
80% w boiling point: 532 ° C
90% w boiling point: 564 ° C
Final boiling point: 741 ° C
The performance of each catalyst composition was measured at 65% by weight of the feed components boiling above 370 ° C.
The conversion rate was evaluated. Selection of the middle distillate shown by the catalyst compositions of Examples 1-3
The percentage (ie, the fraction boiling in the temperature range of 150-370 ° C.) is shown in Table I below.
Shown in
As can be seen from Table I above, the catalyst compositions of Examples 1 to 3 according to the present invention have high performance.
This shows the intermediate distillate selectivity.Example 5
(I)Creation of molecular sieves with increased medium pore volume
Silica to alumina molar ratio of 7.9 and units of 2.431 nm (24.31 °)
Lattice constant (ao) And 550mTwo/ G surface area and 0.141 mL / g medium pore volume
Ultrastable zeolite Y (VUSY) havingFourNOThree
G) of ammonium nitrate and g of zeolite Y on a dry weight basis in a 4N aqueous solution of
It was added in such an amount that the ratio with the number was 1.5. The obtained slurry is stirred for 2 L.
The slurry was heated to 200 ° C. for 6 hours in an autoclave. After cooling,
The contents of the autoclave are filtered to form a mixture having substantially the same structure as zeolite Y.
A cura sieve is obtained, which is washed twice with demineralized water at 93 ° C. for 3 hours
After drying at 110 ° C with a silica to alumina molar ratio of 8.5 and 2.432.
nm (24.32 °) unit cell constant (ao) And 69% specific crystallinity and 481 mTwo/
g and a medium pore volume of 0.41 mL / g.
(Ii)Preparation of catalyst composition
The model created as described in (i) above by the method described in Example 1 (ii)
Recurve sieve (22.3 g) is combined with highly microporous precipitated alumina (110.0 g).
To form cylindrical pellets which, after drying and firing, have a diameter of 1.6 mm.
It had a circular end surface diameter and a water pore volume of 0.642 mL / g. Pellets dry
20% by weight molecular sieve and 80% by weight alumina binder on a dry weight basis
Inclusive.
8.92 g of an aqueous solution of nickel nitrate (13.9% by weight of nickel) and 7.85
g of an aqueous solution of ammonium metatungstate (67.3% by weight of tungsten
) And dilute the resulting nickel / tungsten solution with water (6.6 g).
And homogenized. Nicke homogenized into 22.76 g pellets
And dried at 120 ° C. for 1 hour and finally 500 ° C.
For 2 hours. The pellets consisted of 4.0% nickel and 17% by weight of the total composition.
. 0% by weight of tungsten.Example 6 Hydrothermal decomposition experiment
Hydrogenolysis performance test of the catalyst composition of Example 5 which is the catalyst composition according to the present invention
Was evaluated for the selectivity of the intermediate distillate. Tests were conducted on hydrocarbon feedstocks (hydrogenated
Heavy vacuum gas oil) with the catalyst composition of Example 5 (pre-sulfurization in a conventional manner) in a single pass operation.
The process involved contacting under the following operating conditions: 1 hour per liter of catalyst composition per hour
. Space-time velocity of 5 kg gas oil (kg / L-1・ H-1) 5.5 × 10FivePa (5.
5 bar) hydrogen sulfide partial pressure, 1.65 × 10FourAnne of Pa (0.165 bar)
Monia partial pressure, 14 × 106Total pressure of Pa (140 bar) and 1500 NL
/ Kg gas / feed ratio.
The hydrogenated heavy vacuum gas oil had the following properties:
Carbon content: 86.7% by weight
Hydrogen content: 13.3% by weight
Sulfur content: 0.007% by weight
Nitrogen content: 19.0 ppmw
Density (70/4): 0.8447 g / mL
Initial boiling point: 349 ° C
10% w boiling point: 390 ° C
20% w boiling point: 410 ° C
30% w boiling point: 427 ° C
40% w boiling point: 444 ° C
50% w boiling point: 461 ° C
60% w boiling point: 478 ° C
70% w boiling point: 498 ° C
80% w boiling point: 523 ° C
90% w boiling point: 554 ° C
Final boiling point: 620 ° C
Change the performance of the catalyst composition by 65% by weight of the feed components boiling above 370 ° C.
The conversion rate was evaluated. The selectivity of the middle distillate shown by the catalyst composition of Example 5
That is, the fraction boiling in the temperature range of 150 to 370 ° C.) is 69.0% w
/ W was found to be high.
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(51)Int.Cl.6 識別記号 FI
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DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L
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,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,
SN,TD,TG),AP(KE,LS,MW,SD,S
Z,UG),UA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD
,RU,TJ,TM),AL,AM,AT,AU,AZ
,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,CZ,
DE,DK,EE,ES,FI,GB,GE,HU,I
S,JP,KE,KG,KP,KR,KZ,LK,LR
,LS,LT,LU,LV,MD,MG,MK,MN,
MW,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,S
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ウス,ローベルト
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アムステルダム、バトホイスウエヒ 3────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI // C07B 61/00 300 C07B 61/00 300 (81) Designated country EP (AT, BE, CH, DE, DK, ES, FI , FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE), OA (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, ML, MR, NE, SN, TD) , TG), AP (KE, LS, MW, SD, SZ, UG), UA (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AL, AM, AT, AU, AZ , BB, BG, BR, BY, CA, CH, CN, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, GB, GE, HU, IS, JP, KE, KG, KP, KR, K Z, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MD, MG, MK, MN, MW, MX, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI, SK, TJ , TM, TR, TT, UA, UG, UZ, VN (72) Inventors Vuan Veen, Joannes, Antonius, Robert Enell-1031 CEM Amsterdam, Bathauswech 3.