JPS585702B2 - 炭化水素の改質用触媒組成物 - Google Patents
炭化水素の改質用触媒組成物Info
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は新規な炭化水素改質(リフォーミング)触媒組
成物、及び上記触媒を用いる炭化水素の改質方法に関す
る。
成物、及び上記触媒を用いる炭化水素の改質方法に関す
る。
石油原料の接触改質において多孔質アルミナ担体又は支
持体上に分散された貴金属触媒成分から成る触媒の使用
はよく知られており、例えば米国特許第3415737
号(H.E.クルークスダール)の記載では、触媒成分
はアルミナ担体上に分散されたレニウム安定化白金成分
である。
持体上に分散された貴金属触媒成分から成る触媒の使用
はよく知られており、例えば米国特許第3415737
号(H.E.クルークスダール)の記載では、触媒成分
はアルミナ担体上に分散されたレニウム安定化白金成分
である。
この触媒及び他の通常の接触改質触媒では、(1)寿命
(低い劣化速度)、(2)選択性(改良された芳香族及
び05+生成物製造)、(3)プロセスエネルギー必要
量(低いユーティリティー必要量)及び(4)触媒コス
トについて改良の余地が残されている。
(低い劣化速度)、(2)選択性(改良された芳香族及
び05+生成物製造)、(3)プロセスエネルギー必要
量(低いユーティリティー必要量)及び(4)触媒コス
トについて改良の余地が残されている。
かくして、レニウム、イリジウム、錫及び類似のものに
よる貴金属改質触媒の安定化は、改質技術において単純
な貴金属改質触媒上の物質移動に要する時間があり、こ
の記述は担体そして従って■族貴金属−含有炭化水素改
質触媒の場合には触媒それ自体を改良すべき必要性及び
機会を明らかにしている。
よる貴金属改質触媒の安定化は、改質技術において単純
な貴金属改質触媒上の物質移動に要する時間があり、こ
の記述は担体そして従って■族貴金属−含有炭化水素改
質触媒の場合には触媒それ自体を改良すべき必要性及び
機会を明らかにしている。
接触炭化水素改質プロセスにおいて普通用いられる典型
的操作条件には、(1)316〜593℃、好ましくは
371〜566℃の範囲の反応温度、(2)大気圧乃至
減圧、普通1.7〜68気圧、好ましくは3.4〜51
気圧の範囲の圧力、(3)例えば芳香族化、異性化、脱
水素化又は環脱水素化の如き特に望ましい反応のいずれ
をも有利にするために普通0.1〜10、好ましくは1
〜5の範囲の液体時間当り空間速度(LHSV)の温度
と圧力の関係、及び(4)1乃至10の範囲の水素対炭
化水素モル比が含まれる。
的操作条件には、(1)316〜593℃、好ましくは
371〜566℃の範囲の反応温度、(2)大気圧乃至
減圧、普通1.7〜68気圧、好ましくは3.4〜51
気圧の範囲の圧力、(3)例えば芳香族化、異性化、脱
水素化又は環脱水素化の如き特に望ましい反応のいずれ
をも有利にするために普通0.1〜10、好ましくは1
〜5の範囲の液体時間当り空間速度(LHSV)の温度
と圧力の関係、及び(4)1乃至10の範囲の水素対炭
化水素モル比が含まれる。
本発明に従えば、
(I) 担体成分及び触媒成分から成る触媒組成物が
提供されるが、との担体成分は少なくとも0.5cc/
gの合計空孔容積、少なくとも70%、好ましくは少な
くとも約85%の空孔容積を構成する約80乃至150
A、好ましくは100〜140Aの範囲の大きさの微細
空孔含量を有し、そして3%より少ない、普通約0.1
乃至3%未満の空孔容積を構成する大空孔(1000A
より大きい直径を有する空孔)含量を有するアルミナで
あり、そして触媒成分は少なくとも一つの■族貴金属、
好ましくは白金であり、この触媒成分ハレニウム、マン
ガン、ゲルマニウム、錫、亜鉛及びチタンより成る群の
元素、好ましくはレニウムの金属、酸化物及びハライド
から選ばれる少なくとも一つの物質によって活性化及び
/又は安定化されており、該活性化剤及び/又は安定剤
は現在では特異な担体が炭化水素改質技術において知ら
れている貴金属炭化水素接触改質触媒において普通の量
及び形で存在し、該組成物は乾燥基準でそして金属で計
算され約0.1乃至3重量%の貴金属及び活性化剤を、
そして0.1乃至3重量%の範囲の合計ハライド含量を
含有し、残りはアルミナから成るもの、そして (■)改質可能な炭化水素原料を用いる典型的な接触炭
化水素改質条件下に行われる炭化水素改質プロセスであ
って、該プロセスは上記の如<規定された触媒、好まし
くは触媒成分がレニウムによって安定化及び/又は活性
化された白金でありそして触媒組成物が少量のハライド
、好ましくは塩化物を含有するものによって触媒活性化
されたプロセスが提供される。
提供されるが、との担体成分は少なくとも0.5cc/
gの合計空孔容積、少なくとも70%、好ましくは少な
くとも約85%の空孔容積を構成する約80乃至150
A、好ましくは100〜140Aの範囲の大きさの微細
空孔含量を有し、そして3%より少ない、普通約0.1
乃至3%未満の空孔容積を構成する大空孔(1000A
より大きい直径を有する空孔)含量を有するアルミナで
あり、そして触媒成分は少なくとも一つの■族貴金属、
好ましくは白金であり、この触媒成分ハレニウム、マン
ガン、ゲルマニウム、錫、亜鉛及びチタンより成る群の
元素、好ましくはレニウムの金属、酸化物及びハライド
から選ばれる少なくとも一つの物質によって活性化及び
/又は安定化されており、該活性化剤及び/又は安定剤
は現在では特異な担体が炭化水素改質技術において知ら
れている貴金属炭化水素接触改質触媒において普通の量
及び形で存在し、該組成物は乾燥基準でそして金属で計
算され約0.1乃至3重量%の貴金属及び活性化剤を、
そして0.1乃至3重量%の範囲の合計ハライド含量を
含有し、残りはアルミナから成るもの、そして (■)改質可能な炭化水素原料を用いる典型的な接触炭
化水素改質条件下に行われる炭化水素改質プロセスであ
って、該プロセスは上記の如<規定された触媒、好まし
くは触媒成分がレニウムによって安定化及び/又は活性
化された白金でありそして触媒組成物が少量のハライド
、好ましくは塩化物を含有するものによって触媒活性化
されたプロセスが提供される。
ここで用いられる「炭化水素接触改質」は、改質可能な
炭化水素供給原料からの改良されたオクタン価の自動車
燃料、例えばガソリンの普通の製造における如き改質を
定義するものとして意味する。
炭化水素供給原料からの改良されたオクタン価の自動車
燃料、例えばガソリンの普通の製造における如き改質を
定義するものとして意味する。
本発明の好ましい方法においては、触媒担体は別々の段
階で製造及び含浸される。
階で製造及び含浸される。
この担体を製造するためには、約150ミクロンより小
さい範囲の粒径のアルファーアルミナ モノハイドレー
ト粉末は、この粉末を硝酸水溶液と充分混合することに
よって処理される。
さい範囲の粒径のアルファーアルミナ モノハイドレー
ト粉末は、この粉末を硝酸水溶液と充分混合することに
よって処理される。
アルミナ(Al203)の各々の重量処方について、約
0.04当量の酸が処理に用いられる。
0.04当量の酸が処理に用いられる。
この処理アルミナ粉末は操作できるペーストの形である
。
。
固体の水性酸処理に続いて、上記処理において加えられ
る酸を完全に中和するのに理論的に必要な水酸化アンモ
ニウムの約20%に等しい量で、水性水酸化アンモニウ
ムがペーストに充分に混合フされるが、即ち存在するア
ルミナの処方重量当り約0.008当量の水酸化物がペ
ーストに加えられる。
る酸を完全に中和するのに理論的に必要な水酸化アンモ
ニウムの約20%に等しい量で、水性水酸化アンモニウ
ムがペーストに充分に混合フされるが、即ち存在するア
ルミナの処方重量当り約0.008当量の水酸化物がペ
ーストに加えられる。
処理されそして中和された固体の揮発物(乾燥及び焼成
中発生する物質)含量は、50乃至70重量%の範囲で
あるべきである。
中発生する物質)含量は、50乃至70重量%の範囲で
あるべきである。
水酸化アンモニウムの添加及び充分な混合と共に、ペー
ストは押出機に対するフイードとして適した自由流動性
粒状固体に変る。
ストは押出機に対するフイードとして適した自由流動性
粒状固体に変る。
触媒担体用前駆体に部分中和固体を成形するには押出機
が用いられる。
が用いられる。
任意にそして押出を促進フするために、少量の界面活性
剤、例えば「ネオドール」又は類似のもの(例えば米国
特許第3804781号参照)が前駆体混合物に加えら
れる。
剤、例えば「ネオドール」又は類似のもの(例えば米国
特許第3804781号参照)が前駆体混合物に加えら
れる。
押出物は、望ましくは例えば約1.6mmの径及び約3
.2mmの長さの炭化水素改質プロセスに用いるのに好
適な担体を提供するために切られる。
.2mmの長さの炭化水素改質プロセスに用いるのに好
適な担体を提供するために切られる。
この成形された前駆体は、例えば66〜260℃の範囲
の温度での初期の緩やかな乾燥段階によってゆるく保持
された水の々いものにされる。
の温度での初期の緩やかな乾燥段階によってゆるく保持
された水の々いものにされる。
担体の調製は、次に260〜927℃、好ましくは約6
77℃の温度で乾燥又は湿潤雰囲気中乾燥押出物を焼成
することによって完了する。
77℃の温度で乾燥又は湿潤雰囲気中乾燥押出物を焼成
することによって完了する。
得られる担体は、その少なくとも85%が約80乃至1
50Aの範囲の直径を有する細孔をもっている約0.7
cc/g細孔容積を有する。
50Aの範囲の直径を有する細孔をもっている約0.7
cc/g細孔容積を有する。
細孔容積の約1.0%未満が粗大孔を備えている。
この担体は、改質可能な供給原料を改質するだめの炭化
水素改質触媒用の優れた基体として作用する。
水素改質触媒用の優れた基体として作用する。
代表的な改質可能な炭化水素供給原料がここでの使用に
適しており、そしてかかる使用に向けられる。
適しており、そしてかかる使用に向けられる。
代表的な供給原料には、21〜288℃、好ましくは6
6〜232℃の範囲内の沸点をもつナフサ、及びその溜
分、例えばストレート流出ナフサ、熱分解又は接触分解
ナフサ又はそれらのブレンド物が含まれる。
6〜232℃の範囲内の沸点をもつナフサ、及びその溜
分、例えばストレート流出ナフサ、熱分解又は接触分解
ナフサ又はそれらのブレンド物が含まれる。
このフイードは硫黄のないものであるべきであり、貝ロ
ち10ppmwより低い(元素として計算される)硫黄
、そして1ppmwより低い硫黄を含むべきである。
ち10ppmwより低い(元素として計算される)硫黄
、そして1ppmwより低い硫黄を含むべきである。
ここで製造される粕体及び触媒中の相当量の粗大孔(即
ち空孔量の3%又はそれ以上を構成する充分な粗大孔)
の存在を避けるために、処理固体相は主に(即ち少なく
とも80重量%の)アルファーアルミナモノハイドレー
トであるべきであり、そして他のアルミナハイドレート
類を殆んど(3重量%よシ少ない)又は全く含むべきで
ない。
ち空孔量の3%又はそれ以上を構成する充分な粗大孔)
の存在を避けるために、処理固体相は主に(即ち少なく
とも80重量%の)アルファーアルミナモノハイドレー
トであるべきであり、そして他のアルミナハイドレート
類を殆んど(3重量%よシ少ない)又は全く含むべきで
ない。
好ましくは、そしてより良い結果のためには、この固体
は本質的にモノハイドレートから成るべきである。
は本質的にモノハイドレートから成るべきである。
最良の結果のためには、この固体は少なくとも99.5
%純度のアルファ−Al20s−H20であるべきであ
る。
%純度のアルファ−Al20s−H20であるべきであ
る。
シリカ及びマグネシア及び類似のものの如き他の耐火性
支持体物質が粒状固体のバランスをつくるために要求さ
れる如き満足な補助剤である。
支持体物質が粒状固体のバランスをつくるために要求さ
れる如き満足な補助剤である。
本発明における触媒における望ましくない粗大孔形成を
避けねばならないもう一つの要請は、処理固体の粒径に
関係する。
避けねばならないもう一つの要請は、処理固体の粒径に
関係する。
一般に、固体相中の相当量の大き過ぎの粒子の存在は、
担体中の粗体孔の形成を導く。
担体中の粗体孔の形成を導く。
この粒状固体の粒径は、約500ミクロンより小さい。
好ましくは150ミクロンより小さい範囲であるべきで
ある。
ある。
一方、そして粉状固体の粒径を測定することが難しいと
きには、分散試験が処理固体試料に適用される。
きには、分散試験が処理固体試料に適用される。
この試験は適した酸についての章節に記述する。
この試験が粒状固体が不満足であることを示す場合には
、微粉固体を分離及び分級する適した方法のいずれか、
又は好ましくは処理段階に先立って例えばボールミル及
び類似のものによって固体を微粉化することによって満
足なものとすることができる。
、微粉固体を分離及び分級する適した方法のいずれか、
又は好ましくは処理段階に先立って例えばボールミル及
び類似のものによって固体を微粉化することによって満
足なものとすることができる。
本方法に必要なアルファーアルミナモノハイドレートは
、種々の市販源から入手できる。
、種々の市販源から入手できる。
これは同様に通常の方法によるトリハイドレートアルミ
ナを部分的に脱水することによって調製される。
ナを部分的に脱水することによって調製される。
アルファーアルミナモノハイドレートは、アンモニア又
はアルミン酸ナトリウム溶液と組合せた高温アラム溶液
からの沈澱によって便利に調製される(例えばJ.A.
ルイス及びC.A.テーラー著、「J.App.Che
m.」8巻1958年及びH.レール著「J.Phys
.Chem.」40巻、1936年参照)。
はアルミン酸ナトリウム溶液と組合せた高温アラム溶液
からの沈澱によって便利に調製される(例えばJ.A.
ルイス及びC.A.テーラー著、「J.App.Che
m.」8巻1958年及びH.レール著「J.Phys
.Chem.」40巻、1936年参照)。
好ましい供給源は、アルミニウムアルコキシド(Al(
OR)3、ただしRは同じか又は異なるものでありそし
てアルキル基である〕の加水分解から製造されるアルフ
ァ−アルミナモノハイドレートである。
OR)3、ただしRは同じか又は異なるものでありそし
てアルキル基である〕の加水分解から製造されるアルフ
ァ−アルミナモノハイドレートである。
本発明の要求に従った空孔径分布を有するアルミナ支持
体又は担体を製造するために、アルファ−アルミナモノ
ハイドレート供給物は適した一塩基性酸、好ましくは硝
酸で処理されるべきである。
体又は担体を製造するために、アルファ−アルミナモノ
ハイドレート供給物は適した一塩基性酸、好ましくは硝
酸で処理されるべきである。
他の有用な酸には、普通のハロゲン酸、例えば弗化水素
、塩化水素及び臭化水素酸が含まれる。
、塩化水素及び臭化水素酸が含まれる。
驚くべきことに、硫酸及び燐酸(H3PO4)はこの目
的には満足なものではない。
的には満足なものではない。
この処理においては、酸の水溶液が固体に充分に混合さ
れる。
れる。
この処理に必要な酸の相対量は、用いられる特定の酸を
含む種々の変化要因、及びモノハイドレート固体の粒径
に依って変る。
含む種々の変化要因、及びモノハイドレート固体の粒径
に依って変る。
充分な酸は、処理後フイードの水性分散体からの処理フ
イード沈澱物を20、好ましくは10重量%(モノハイ
ドレート供給物を基準にして)より少なく保持するため
に必要である。
イード沈澱物を20、好ましくは10重量%(モノハイ
ドレート供給物を基準にして)より少なく保持するため
に必要である。
普通アルミナの処方重量当り約0.02当量の酸での処
理が、沈澱試験(以下の記述参照)を行なうのに充分で
ある。
理が、沈澱試験(以下の記述参照)を行なうのに充分で
ある。
一般にここで必要な酸の相対量は約0.02乃至0.2
0当量の範囲であり、この範囲がアルミナの処方重量当
り約0.02乃至0.12M量であるとき最良の結果が
経験される。
0当量の範囲であり、この範囲がアルミナの処方重量当
り約0.02乃至0.12M量であるとき最良の結果が
経験される。
より多い相対量の酸が用いられるが、しかし一般にかか
る使用は続く中和段階で不必要に多い塩形成、及び増大
コストを含む数多い理由で望ましくない。
る使用は続く中和段階で不必要に多い塩形成、及び増大
コストを含む数多い理由で望ましくない。
上記の分散試験は、固体フイードが粗大孔の実質的にな
い担体を製造することを可能にすることを測定するのに
有用でありそして確実な方法である。
い担体を製造することを可能にすることを測定するのに
有用でありそして確実な方法である。
この試験では、1部(重量)の処理固体が4部の水に加
えられ、そして得られる混合物が激しく攪拌される。
えられ、そして得られる混合物が激しく攪拌される。
混合物のpHは、3.5乃至5.3の範囲であるべきで
ある。
ある。
満足なフイード及び処理フイードのためには、混合物が
大気温下で普通攪拌停止後約10分以内に沈澱が完了す
るとき、約20、好捷しくは10重量%(固体フイード
を基準にして)より少ない沈降(沈澱)固体がある。
大気温下で普通攪拌停止後約10分以内に沈澱が完了す
るとき、約20、好捷しくは10重量%(固体フイード
を基準にして)より少ない沈降(沈澱)固体がある。
この処理に用いられる溶液中の酸の濃度は変えられ、そ
して酸処理段階中の混合物に必要な揮発分含量によって
測定される。
して酸処理段階中の混合物に必要な揮発分含量によって
測定される。
この必要な揮発分含量は主に用いられる混合装置の型に
よって決まる。
よって決まる。
酸及びアルミナハイドレートの緊密な混合が必須である
。
。
この酸処理フイードは、実質的に粗大孔のない最終担体
の製造に満足である。
の製造に満足である。
しかし、これは望ましい改質触媒の製造に用いられるの
に適した空孔容積をもつ触媒担体の製造には不満足であ
る。
に適した空孔容積をもつ触媒担体の製造には不満足であ
る。
満足な改質触媒担体及び触媒は、少なくとも約0.5c
c/g、好ましくは少なくとも0.65cc/gの空孔
容積を有すべきである。
c/g、好ましくは少なくとも0.65cc/gの空孔
容積を有すべきである。
上記限界内では、驚くべきことには、微細孔分布及び粗
大孔含量が満足である限り、空孔容積が高ければそれだ
けこの触媒が有効である。
大孔含量が満足である限り、空孔容積が高ければそれだ
けこの触媒が有効である。
有用な空孔容積を達成しそして最終担体及び触媒につい
て要求される如き適した微細孔分布を提供するために、
処理フイード中の混合酸の適当な溜分は激しい混合によ
ってフイード中に充分混合された窒素塩基で中和されな
ければならない。
て要求される如き適した微細孔分布を提供するために、
処理フイード中の混合酸の適当な溜分は激しい混合によ
ってフイード中に充分混合された窒素塩基で中和されな
ければならない。
ここで用いられる用語「窒素塩基」は、式R3N及び相
当する水酸化物、R3HNOH(式中R基は同じか又は
異なったものでありそして水素及び1乃至3の範囲の炭
素原子含量を有するアルキル基より成る群から選ばれる
)の塩基を意味する。
当する水酸化物、R3HNOH(式中R基は同じか又は
異なったものでありそして水素及び1乃至3の範囲の炭
素原子含量を有するアルキル基より成る群から選ばれる
)の塩基を意味する。
水性アンモニャが好ましい。
中和に用いられるべき窒素塩基の量は、中和されるべき
酸及び用いられる窒素塩基を含む数多くの要因に依って
変る。
酸及び用いられる窒素塩基を含む数多くの要因に依って
変る。
普通、処理に用いられる酸の各当量当り、少なくとも約
0.1当量の塩基が必要である。
0.1当量の塩基が必要である。
より多い相対量の塩基を用いることは、ある点まではよ
り有利である。
り有利である。
その後、より多い相対量の使用は望ましくない。
一般に酸の当量当りの塩基の相対量が約0.1乃至1.
2当量の範囲のときに最終担体について優れた結果が得
られる。
2当量の範囲のときに最終担体について優れた結果が得
られる。
この比が約1.6であるときは、得られる担体は普通不
満足である。
満足である。
窒素塩基は望ましくは水溶液の形で処理フイードに加え
られる。
られる。
この溶液の濃度はある範囲で変ってよい。
これは用いられる成形の特定方法に必要な揮発分含量に
よって測定される。
よって測定される。
(以下の揮発分の説明の項参照)。
要するに、ここでの酸又は窒素塩基についての担体とし
ての溶液の目的に4得られる水の特定量がある差に依る
。
ての溶液の目的に4得られる水の特定量がある差に依る
。
好ましくは、この水の大部分(55〜90%)が第一処
理段階における酸用の溶媒として加えられる。
理段階における酸用の溶媒として加えられる。
残り(10〜45%)は窒素塩基用の溶媒として加えら
れる。
れる。
好ましい塩基である水性アンモニアが中和に用いられる
ときには、市販の濃縮アンモニア(例えば28%水性ア
ンモニア)及びその希釈物がこの使用に特に有利である
。
ときには、市販の濃縮アンモニア(例えば28%水性ア
ンモニア)及びその希釈物がこの使用に特に有利である
。
処理フイードの中和から得られる混合物の性質は、半の
揮発分含量に依って変る。
揮発分含量に依って変る。
これは流動可能な固体又は粘稠なベーストであってよい
。
。
押出フイードとしての用途に必要な好ましい形態におい
ては、50乃至70重量%の範囲の揮発分含量を有する
流動性固体である。
ては、50乃至70重量%の範囲の揮発分含量を有する
流動性固体である。
1部の混合物及び4部の水のスラリーがこの点で調製さ
れる場合には、スラリーのpHは5.5乃至7.5の範
囲である。
れる場合には、スラリーのpHは5.5乃至7.5の範
囲である。
ここで用いられる用語「揮発分」は高温(≧900°F
)乾燥中に発生する物質である。
)乾燥中に発生する物質である。
かくして、一般に揮発分は水、蒸発された酸及びアンモ
ニア、及びその解離及び/又は結合生成物から構成され
る。
ニア、及びその解離及び/又は結合生成物から構成され
る。
すべての発生する水は1700°Fに焼成することによ
っても分離されないが、殆んどすべての揮発物が482
℃で分離される。
っても分離されないが、殆んどすべての揮発物が482
℃で分離される。
実際的目的には、揮発分含量はアルミナモノハイドレー
トと酸の水利の水と、及び酸処理及び中和段階中に加え
られる水の和から求められる。
トと酸の水利の水と、及び酸処理及び中和段階中に加え
られる水の和から求められる。
調製の各段階での混合物の揮発分含量は、混合又は成形
いずれかに用いられる装置によって主に記録される。
いずれかに用いられる装置によって主に記録される。
酸処理及び中和段階中の揮発分含量それ自体は、充分な
混合が達成される限り重要でない。
混合が達成される限り重要でない。
成形に先立つ揮発分含量は、本発明に関する限り同様に
重要でなく、そして用いられる成形方法の要求に従って
広く変ってもよい。
重要でなく、そして用いられる成形方法の要求に従って
広く変ってもよい。
処理されそして中和された固体フイードから触媒担体の
前駆体を形成するのに種々の成形方法が用いられる。
前駆体を形成するのに種々の成形方法が用いられる。
これらには、皿乾燥及び焼成に続く粉砕及びスクリーニ
ング、ペレット化、押出し及び類似の操作が含まれる。
ング、ペレット化、押出し及び類似の操作が含まれる。
好ましくは成形は押出によって行なわれる。
この点で、中和生成物は約50乃至70重量%、好まし
くは55乃至65重量%の範囲の揮発分含量を有する。
くは55乃至65重量%の範囲の揮発分含量を有する。
一般に最終担体の寸法は、固定床及びスラリー床操作に
普通用いられるものを含む石油処理技術に通常用いられ
るものである。
普通用いられるものを含む石油処理技術に通常用いられ
るものである。
最終担体の製造においては、本方法の乾燥及び焼成段階
は一般に約66〜927℃の範囲の温度で行なわれる。
は一般に約66〜927℃の範囲の温度で行なわれる。
成形された担体前駆体は、例えば66〜260℃の範囲
で初期の緩やかな加熱によつて非結合のそしてゆるやか
に保持された水のないものにされる。
で初期の緩やかな加熱によつて非結合のそしてゆるやか
に保持された水のないものにされる。
乾燥に続いて、約260〜927℃、好ましくは約67
7℃の範囲の温度で乾燥又は湿潤雰囲気中焼成が行なわ
れる。
7℃の範囲の温度で乾燥又は湿潤雰囲気中焼成が行なわ
れる。
本方法は、微細孔領域中97%より多いその空孔容積を
有する中乃至低密度の、主にアルミナ触媒担体の製造を
もたらし、そして好ましい態様では普通微細孔領域中約
99%のその空孔容積を有する担体を与える。
有する中乃至低密度の、主にアルミナ触媒担体の製造を
もたらし、そして好ましい態様では普通微細孔領域中約
99%のその空孔容積を有する担体を与える。
空孔中その合計空孔容積の70%より多い直径80乃至
150A、そしてより好ましくは100軒乃至140A
を有しそして空孔中その合計空孔容積の3%未満が10
00Aより大きい直径を、そして更に好ましくは空孔中
その合計空孔容積の1%より少ない直径1000A以上
を有するアルミナからつくられる触媒を用いることが好
ましい。
150A、そしてより好ましくは100軒乃至140A
を有しそして空孔中その合計空孔容積の3%未満が10
00Aより大きい直径を、そして更に好ましくは空孔中
その合計空孔容積の1%より少ない直径1000A以上
を有するアルミナからつくられる触媒を用いることが好
ましい。
ここでの担体の製造において粗大空孔の生成を完全に避
けることが望ましいが、しかも最も困難である。
けることが望ましいが、しかも最も困難である。
普通ここでの担体は約0.1乃至3%未満の空孔容積の
範囲にある粗大空孔含量を有する。
範囲にある粗大空孔含量を有する。
広範囲に好ましい空孔径分布を以下の第■表に示す。
本発明の触媒担体は、一般にアルミナ型支持体が望まし
い炭化水素処理触媒の製造のだめの支持体として有用で
ある。
い炭化水素処理触媒の製造のだめの支持体として有用で
ある。
これらの担体は、活性化された■族貴金属炭化水素改質
触媒の製造用に特に適している。
触媒の製造用に特に適している。
その焼成後の担体には、適したそして有用な方法のいず
れかによって貴金属成分及び活性化剤成分が含浸される
。
れかによって貴金属成分及び活性化剤成分が含浸される
。
これは、特異な担体成分の使用についてのみでなく、こ
こでの触媒組成物の調製は、■族活性化貴金属触媒の製
造に知られている普通又は通常の担体含浸又は共含浸法
によって達成される。
こでの触媒組成物の調製は、■族活性化貴金属触媒の製
造に知られている普通又は通常の担体含浸又は共含浸法
によって達成される。
これらの方法の代表的記述には、米国特許第28383
75号(J.W.テーター等)、米国特許第38463
43号(H.エリックソン等)、及び米国特許第341
5737号(H.E.クルクスダール)の記述及び類似
の記述が含まれる。
75号(J.W.テーター等)、米国特許第38463
43号(H.エリックソン等)、及び米国特許第341
5737号(H.E.クルクスダール)の記述及び類似
の記述が含まれる。
本触媒組成物の代表的調製法においては、焼成担体に空
孔充填法によって、金属として計算された各々0.3重
量の白金及びレニウム及び1.7重量%の塩素化物を含
有する乾燥組成物を提供するのに充分な塩素白金酸、過
レニウム酸及び塩酸の水溶液が共含浸される。
孔充填法によって、金属として計算された各々0.3重
量の白金及びレニウム及び1.7重量%の塩素化物を含
有する乾燥組成物を提供するのに充分な塩素白金酸、過
レニウム酸及び塩酸の水溶液が共含浸される。
乾燥後、含浸固体は湿潤空気中593〜760℃の範囲
、好ましくは約677℃の温度で、得られる組成物が各
々約0.3重量%の白金及びレニウム及び約1.0重量
%の塩素を含むようになるまでの期間焼成される。
、好ましくは約677℃の温度で、得られる組成物が各
々約0.3重量%の白金及びレニウム及び約1.0重量
%の塩素を含むようになるまでの期間焼成される。
実施例1〜3
担体調製
以下の比較例を例示のために示すが、これらは本発明を
限定しようとするものではない。
限定しようとするものではない。
以下の実施例は担体■,■、及び■を調製した。
固体フイードは約150ミクロンより小さい範囲の粒径
、約25重量%の揮発分含量を有するアルファーアルミ
ナモノハイドレートとした。
、約25重量%の揮発分含量を有するアルファーアルミ
ナモノハイドレートとした。
各々の場合、フイードは押出し(1.59mm名目径押
出物叉乾燥空気流(425l/hr)中約204゜Cで
2時間乾燥し、そして温度を816゜Cに上げそして乾
燥空気流を4時間続けることによって焼成した。
出物叉乾燥空気流(425l/hr)中約204゜Cで
2時間乾燥し、そして温度を816゜Cに上げそして乾
燥空気流を4時間続けることによって焼成した。
第■表に担体調製に用いた成分の相対量を、そして第■
表に最終担体の空孔特性を示す。
表に最終担体の空孔特性を示す。
上記の担体例(■、■及び■)は、本発明を説明するの
に有用である。
に有用である。
担体■は高密度(約1.5Vcc)を有しそして80A
より小さい空孔径を有する大き過ぎる空孔含量を有する
。
より小さい空孔径を有する大き過ぎる空孔含量を有する
。
80Aより小さい径を有する空石.含量が同様に担体■
についても受容れられず、そしてその粗大空孔含量は3
%を越える。
についても受容れられず、そしてその粗大空孔含量は3
%を越える。
驚くことに、担体■で示した如く、比較的多量の酸及び
酸の80%中和に等しい量の水酸化アンモニウムの逐次
使用は非常に異なった多孔特性を与える。
酸の80%中和に等しい量の水酸化アンモニウムの逐次
使用は非常に異なった多孔特性を与える。
担体■のみがここで記載された改良触媒担体に要求され
る規格に合致する。
る規格に合致する。
実施例 4
本発明の改質触媒の調製用に特に適した代表的な担体を
、担体調製の中和段階に於いて(1)硝酸対アルミナの
モル比を各々0.03乃至0.04としそして(2)ア
ンモニア対硝酸の当量比を各々0.15乃至0.35と
したことを除いて、実施例1〜3における如くして調製
した。
、担体調製の中和段階に於いて(1)硝酸対アルミナの
モル比を各々0.03乃至0.04としそして(2)ア
ンモニア対硝酸の当量比を各々0.15乃至0.35と
したことを除いて、実施例1〜3における如くして調製
した。
得られる担体は特殊な空孔径分布を有しそして優れた改
質触媒を与える。
質触媒を与える。
担体(触媒C、C′及びC″として規定される)の空孔
径分布を以下の第■表における通常の改質触媒(触媒B
)の担体と比較する。
径分布を以下の第■表における通常の改質触媒(触媒B
)の担体と比較する。
図面は、触媒寿命及びC5+生成物の液体容積%収率に
関する本発明の触媒と2つの通常の触媒との比較である
。
関する本発明の触媒と2つの通常の触媒との比較である
。
以下の実施例に、3つの改質触媒、(1)単一金属白金
(触媒A)、(2)通常のレニウム活性(触媒B)、触
媒、及び(3)本発明の触媒(触媒C)の成績を比較す
るデータを示す。
(触媒A)、(2)通常のレニウム活性(触媒B)、触
媒、及び(3)本発明の触媒(触媒C)の成績を比較す
るデータを示す。
後者の2つの触媒の各々が0.3重量%の各々白金及び
レニウムを含みそしてアルミナ担体に担持されている。
レニウムを含みそしてアルミナ担体に担持されている。
触媒A及びBの支持体は、例B(第■表)と同じ多孔性
の通常の、アルミナ担体であり、一方触媒Cについての
それは例C(第■表)と同様の多孔性の新しいアルミナ
担体である。
の通常の、アルミナ担体であり、一方触媒Cについての
それは例C(第■表)と同様の多孔性の新しいアルミナ
担体である。
実施例5〜7
これらの実施例では、中部大陸重質ナフサフイードを1
02リサーチオクタン価(RON)清澄改質物をつくり
13.6気圧の圧で促進寿命試験に処される。
02リサーチオクタン価(RON)清澄改質物をつくり
13.6気圧の圧で促進寿命試験に処される。
試験した各触媒の結果を図面に示す。これらのデータは
、単一金属白金触媒(触媒A)が急速に不活性化しそし
て流れ時間と共にC5+液体収率における大きな傾斜を
示すことを示している。
、単一金属白金触媒(触媒A)が急速に不活性化しそし
て流れ時間と共にC5+液体収率における大きな傾斜を
示すことを示している。
活性及び/又は安定化量のレニウムを白金に添加するこ
とにより、触媒Bについては4倍、そして触媒Cについ
ては6倍も長い操作時間が得られる後者の触媒は、同様
に一般に触媒Bより幾分優れたC5+液体収率を示し、
そしてそのより良好な収率安定性の故に液体生成物の実
質的により高い操作平均収率を示す。
とにより、触媒Bについては4倍、そして触媒Cについ
ては6倍も長い操作時間が得られる後者の触媒は、同様
に一般に触媒Bより幾分優れたC5+液体収率を示し、
そしてそのより良好な収率安定性の故に液体生成物の実
質的により高い操作平均収率を示す。
触媒Cの触媒A及びBよりも上廻る利点はコストの要因
である。
である。
触媒Cは触媒A又はBのいずれよシも低い密度を有する
。
。
従って触媒Cが用いられるときは、触媒充填反応器の単
位容積当りの白金及びレニウムのコストが低い。
位容積当りの白金及びレニウムのコストが低い。
反応器の単位容積当り少ない貴金属を与える限り触媒C
の優位性は真に予想外である。
の優位性は真に予想外である。
実施例8
その他の触媒成分を含む触媒の製造は次の通りである。
硝酸のよりな一塩基酸水溶液でアルミナを処理すること
により少くとも80%のα−アルミナモノヒドレートを
含むアルミナから触媒担体を調製する。
により少くとも80%のα−アルミナモノヒドレートを
含むアルミナから触媒担体を調製する。
該酸水溶液をアルミナ中に、アルミナの式重量当り約0
.02〜0.2、好ましくは0.02〜0.12酸当量
の割合で混合する。
.02〜0.2、好ましくは0.02〜0.12酸当量
の割合で混合する。
水性アンモニアのような窒素塩基の水溶液を酸当量当り
0.1〜1.2アンモニア当量の割合で添加する。
0.1〜1.2アンモニア当量の割合で添加する。
生成混合物は揮発分含量50〜70重量%を有する流動
性固体とするのが好ましい。
性固体とするのが好ましい。
混合物の酸度は混合物1部と水4部とのスラリーのpH
が5.5〜7.5の範囲とする。
が5.5〜7.5の範囲とする。
混合物を押出成形し、66〜260゜Cに加熱乾燥し、
次いで260〜927゜C、好ましくは約677゜Cで
焼成する。
次いで260〜927゜C、好ましくは約677゜Cで
焼成する。
焼成生成物は微細孔領域中の空孔容積の97%、好まし
くは空孔容積の85%以上が80〜150オングストロ
ームの孔径を有し、1%以下が1000オングストロー
ム以上の孔径を有する触媒担体である。
くは空孔容積の85%以上が80〜150オングストロ
ームの孔径を有し、1%以下が1000オングストロー
ム以上の孔径を有する触媒担体である。
この触媒担体を、触媒成分の含浸水溶液と接触させるこ
とによる孔充填方式で共含浸させる。
とによる孔充填方式で共含浸させる。
含浸剤として、第■族貴金属の水溶性化合物、マンガン
、ゲルマニウム、錫、亜鉛、またはチタニウムから選ば
れる助触媒の水溶性化合物および最終触媒が0.1〜3
重量%の第■族貴金属、0.1〜3重量%の助触媒およ
び0.1〜3重量%のハライドを含むのに十分量のHC
l、HBr、HI、HFを含ませる。
、ゲルマニウム、錫、亜鉛、またはチタニウムから選ば
れる助触媒の水溶性化合物および最終触媒が0.1〜3
重量%の第■族貴金属、0.1〜3重量%の助触媒およ
び0.1〜3重量%のハライドを含むのに十分量のHC
l、HBr、HI、HFを含ませる。
好ましい乾燥触媒は0.3重量%の第■族貴金属、0.
3重量%の助触媒および1.7重量%のハライドを含む
。
3重量%の助触媒および1.7重量%のハライドを含む
。
含浸した固体分を乾燥し、593〜760゜C、好まし
くは677゜Cで湿潤空気中で焼結させる。
くは677゜Cで湿潤空気中で焼結させる。
この触媒は慣用の炭化水素改質プロセスで、好ましくは
7〜34気圧、371〜566゜C、および1〜5の液
体空間速度/時間で使用するのに好適である。
7〜34気圧、371〜566゜C、および1〜5の液
体空間速度/時間で使用するのに好適である。
上記実施例は、(1)改良された選択性、(2)よシ長
い寿命(より低い劣化速度)及び(3)低下した触媒コ
ストを含みここでの新しいそして改良された触媒の使用
により改質技術に与える利点を示す。
い寿命(より低い劣化速度)及び(3)低下した触媒コ
ストを含みここでの新しいそして改良された触媒の使用
により改質技術に与える利点を示す。
本発明触媒の優れた安定性及び選択性の故に相対的成績
の利点があり、特に新しく設計された改質プラントの場
合には6.8〜34気圧範囲での有効な改質操作の利点
が得られる。
の利点があり、特に新しく設計された改質プラントの場
合には6.8〜34気圧範囲での有効な改質操作の利点
が得られる。
図面は、触媒寿命及びC5+生成物の液体容積%収率に
関する本発明の触媒と2つの通常の触媒の比較を示す図
である。
関する本発明の触媒と2つの通常の触媒の比較を示す図
である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 担体成分及び触媒成分からなる炭化水素の改質用触
媒組成物において、該担体成分は(i)少なくとも0.
6 5 cc/gの空孔容積、(ii)該空孔容積の少
くとも70%を構成する量の直径80乃至150Aの範
囲の大きさの微細空孔、及び(iii)該空孔容積の約
0.1乃至3%を構成する量の1000Aより大きい直
径を有する空孔、を有するアルミナを主成分として含み
、該触媒成分はレニウムの金属、酸化物及びハライドか
ら選ばれる少くとも一種の物質で活性保進及び/又は安
定化された白金金属であり、該組成物は、該アルミナに
加えて、乾燥基準でそして金属として計算された約0.
1乃至3重量%の範囲の量の白金金属、該範囲の量の該
助触媒、及び該範囲の量のハライドを含有することを特
徴とする触媒組成物。 2 該微細空孔が100乃至140Aの範囲の大きさで
ありそして該空孔容積の少くとも70%を構成すること
を特徴とする上記1項の組成物。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US05/716,924 US4082697A (en) | 1974-08-12 | 1976-08-23 | Catalyst carrier, its method of preparation and a reforming catalyst supported on the carrier |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5326789A JPS5326789A (en) | 1978-03-13 |
JPS585702B2 true JPS585702B2 (ja) | 1983-02-01 |
Family
ID=24880011
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP52100391A Expired JPS585702B2 (ja) | 1976-08-23 | 1977-08-22 | 炭化水素の改質用触媒組成物 |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4129497A (ja) |
JP (1) | JPS585702B2 (ja) |
AU (1) | AU511968B2 (ja) |
BE (1) | BE858011A (ja) |
CA (1) | CA1094533A (ja) |
DE (1) | DE2736996C2 (ja) |
ES (1) | ES461834A1 (ja) |
FR (1) | FR2362916A1 (ja) |
GB (1) | GB1570427A (ja) |
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---|---|---|---|---|
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US5134109A (en) * | 1989-07-07 | 1992-07-28 | Idemitsu Kosan Company Limited | Catalyst for reforming hydrocarbon with steam |
CN1092146C (zh) * | 1997-07-15 | 2002-10-09 | 日本能源株式会社 | 催化剂载体用的假勃姆石粉末及其制备方法 |
WO2011068665A1 (en) * | 2009-12-04 | 2011-06-09 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Rapid cycle reforming process |
PL2841198T3 (pl) * | 2012-04-26 | 2023-07-24 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Katalizator do obróbki wodorowej i proces obróbki surowców węglowodorowych ciężkich |
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JPS5092290A (ja) * | 1973-12-10 | 1975-07-23 | ||
JPS5145692A (ja) * | 1974-08-12 | 1976-04-19 | Chevron Res |
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FR2268558A1 (en) * | 1974-04-23 | 1975-11-21 | Catalyse Soc Prod Francais | Catalysts for hydrocarbon conversion - contg. gp. VIII metal, manganese and germanium, tin or rhenium, on alumina carrier |
US3972990A (en) * | 1975-05-30 | 1976-08-03 | Universal Oil Products Company | Method of preparing low density-high micropore volume refractory inorganic oxide particles |
-
1977
- 1977-08-03 CA CA283,997A patent/CA1094533A/en not_active Expired
- 1977-08-17 DE DE2736996A patent/DE2736996C2/de not_active Expired
- 1977-08-17 FR FR7725185A patent/FR2362916A1/fr active Granted
- 1977-08-22 JP JP52100391A patent/JPS585702B2/ja not_active Expired
- 1977-08-22 BE BE180353A patent/BE858011A/xx not_active IP Right Cessation
- 1977-08-22 NL NLAANVRAGE7709251,A patent/NL179347C/xx not_active IP Right Cessation
- 1977-08-23 GB GB35359/77A patent/GB1570427A/en not_active Expired
- 1977-08-23 AU AU28154/77A patent/AU511968B2/en not_active Expired
- 1977-08-23 ES ES461834A patent/ES461834A1/es not_active Expired
- 1977-10-13 US US05/841,616 patent/US4129497A/en not_active Expired - Lifetime
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JPS5092290A (ja) * | 1973-12-10 | 1975-07-23 | ||
JPS5145692A (ja) * | 1974-08-12 | 1976-04-19 | Chevron Res |
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AU2815477A (en) | 1979-03-01 |
NL7709251A (nl) | 1978-02-27 |
DE2736996C2 (de) | 1986-03-06 |
ES461834A1 (es) | 1978-12-16 |
AU511968B2 (en) | 1980-09-18 |
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DE2736996A1 (de) | 1978-03-09 |
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