JPS6182845A - 変成zsm−5触媒及びその調製方法及びその使用方法 - Google Patents

変成zsm−5触媒及びその調製方法及びその使用方法

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JPS6182845A
JPS6182845A JP14689585A JP14689585A JPS6182845A JP S6182845 A JPS6182845 A JP S6182845A JP 14689585 A JP14689585 A JP 14689585A JP 14689585 A JP14689585 A JP 14689585A JP S6182845 A JPS6182845 A JP S6182845A
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JP
Japan
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catalyst
zsm
cracking
gasoline
zeolite
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Pending
Application number
JP14689585A
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English (en)
Inventor
コンロイ・ドナルド・アンダーソン
フランシス・ジエラード・ドワイアー
ウイリアム・エドワード・コーミア、ジユニア
ゲイリー・マイケル・パスカル
ウイリアム・アルバート・ストウバー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ExxonMobil Oil Corp
Original Assignee
Mobil Oil Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ 本発明は改善したZSM−5ゼオライト、その調製方法
及び炭化水素転化方法への該ゼオライトの使用方法に関
する。
[従来の技術] 過去に、天然産ゼオライト及び合成ゼオライトは種々の
タイプの炭化水素転化操作に接触特性をもつことが証明
された。t!定のゼオライト預は結晶構造内に多数の比
較的小さい空洞がより小さい孔路により相互に連通され
た一定の結晶構造をもつ多孔質結晶性アルミノシリケー
ト類である。上述の物質はモレキュラー シーブスとし
て既知である。
種々のアルミノシリテート類と調製するための多数の方
法が開発された。これらのアルミノシリケート類は文字
または池の記号、例えばゼオライトA(米国特許第2,
882.243号)、ゼオライトx(米国特許第2,8
82.244号)、ゼオライトY(米国特許第3.13
0.007号)及びZSM−5<米国特許第3.702
.886号)により表示されるようになってきた。
ZSM−5は特に重要なゼオライトであり、中気孔寸法
ゼオライト例えばZSM−5を慣用のクラッキング触媒
へ添加することに関するZSM−5を用いた非常に多く
の研究が特許文献に記載されている。接触クラッキング
方法に大気孔寸法結晶性物質及び小気孔寸法結晶性物質
の使用することは既知である。ZSM−5及び関連する
中気孔寸法ゼオライト類の慣用の大気孔寸法クラッキン
グ触媒への添加することによって非常に多くの研究が行
なわれている。
米国特許第3,758.4Q号明細書においては2.0
5〜10%のZSM−5触媒を10%の希±wJ金属置
換ゼオライト’r’(REV)を含有し、残余がジョー
シア粘土である慣用のクラッキング触媒へ添加している
。慣用のクラッキング触媒へ1.5.2.5.5及び1
0重量%のZsM−5を添加した実施例が記載されてい
る。
ZSM−5触媒は乾性ガスの製造量の増加し。
ガソリン収率を若干損失し且つオクタン価を増加させる
ZSM−5触媒、fIに未使用触媒は非常に高い活性を
もつ、研究者はFCC触媒へ少量にすぎない新鮮なZS
M−5触媒を添加することによって該触媒の優れた活性
の利点を得るための試みを行なった。このような研究は
米国特許第4,309.280号明細書に記載されてい
る。この特許明細書は粒子寸法が5ミクロン以下である
ことによって特徴付けられる粉末状ZSM−5単味の非
常に少量の添加と教示している。
この特許明細書はFCC装置中の循環触媒仕込量へ0.
25重量%程度のZSM−5粉末を添加すれば、乾性ガ
スの製造量を50%増加することができることを教示し
ている(乾性ガスが3.9重量νばから60重量%に増
加−該特許明細書第2表の例6を参照されたい)。
ZSM−5のクラッキング触媒への添加に関する業界の
状1を要約すると、通常以下のように記載することがで
きる。ZSM−5は非常に活性であり、少量の添加でさ
えガソリン収率を犠牲にして乾性ガスの製造を非常に増
加する結果となる。
金まで出願人の知る限りでは、工業的規模または長期間
規模の移動床接触クラッキング操イヤにおいて23M5
は使用されてぃながった。
FCC操fヤにおいて、ZSM−5触媒は比較的急速に
活性を失うことを実験研究が示した。慣用のFCC触媒
と比較してZ S M−’5は恐らく操作開始から1週
間程度で非常に活性である。FCC装置中で約1週間以
上燥t’r−シた陵、または実験室規模装置または工業
的規模装置中で流動床再生処理と反復した1をではZS
M−5の活性を測定することが非常に困難になる。
上述の因子すなわち急速なZSM−5の失活を伴うZS
M−5の高初期活性は研究者に移動床接触クラッキング
装置へのZSM−5の添加をためらゆせる結果となった
。測定開始時点でのZSM−5の高活性は軽買ガス類を
多量に製造し、この多量のガスの生産量は慣用の触媒か
ら得られる生成物混合物を処理するために設計された下
流の処理装置では収容することが困難な生成物である。
ZSM−5の急速な失活はZSM−5の効果がすぐに失
われ、装置中の触媒の非常に高価につく取り替えを必要
とすることを意味するものである。
ZSM−5触媒の初期高活性を調節する問題は解決し、
以下に記載する。
FCC装置におけるZSM−5触媒を使用する研究計画
に基づいて予期された急速な触媒の失活はTCC(サー
モフォア接触クラッキング)装置においては起こらなか
った。
ZSM−5触媒の特性は移動床クラッキング装置中で再
生操作ご反復すると変化した。
それは触媒が活性を失ったからであろうと予想された。
活性は失われるが、しがし、慣用のFCC触媒再生操(
IEで失われるのと同程度のものではなかった。
、 驚くことに、ZSM−5触媒は使用中に変化し、前
述したものとは異なる挙動をした。ZSM−5は老化し
たものではなく、良化した。
装入原料はFCC操作及びT CC15作において実質
上同一であるから、上述のそれぞれの操作に使用した反
応方法と再生方法との相異がZSM−5触媒の変化の原
因であろうと想定された。
TCC装置及びFCC装置においては、触媒再生操作の
過酷度及び回数に相異がある。
FCC触媒は流動床再生装置中で650〜732℃(1
200〜1350下)の温度でしばしば再生される。触
媒上に存在する水素または炭化水素が燃焼されて水を生
ずる。水またはスチームはZSM−5触媒をかなり急速
に失活する。
これとは異なり、サーモフォア接触クラッキング再生操
作では触媒は移動床で再生される。触媒上のコークスが
燃焼する前に、また゛コークスを焼き払うために必要な
非常に高い温度に到達する前に、水素及び炭化水素は焼
き払われて触媒から除去される傾向にある。TCC再生
操乍操作いて、触媒は非常に長い期間にわたって水蒸気
と接触することがなく、また触媒が水蒸気と接触しても
触媒は非常に高温ではないから、スチーム失活効果がF
CC中とはとに過酷なものではない。
FCC再生装置とTCC再生装置の過酷度及び再生回数
を調整した場合でさえ、TCC装置中で再生した後のZ
SM−5触媒はFCC装置中で再生したZSM−5触媒
とは異なる挙動をした。
TCC装置中で数日間操作した後でZSM−5触媒はよ
り良好な触媒となった。若干の活性が失われるが、しか
し、顕著なものではなく、予期せぬ量の接触活性が残存
した。最も重要なことは老化してTCC装置で再生した
ZSM−5触媒はZSM−5の予想されるほとんどの長
所(生成物のオクタン価の増大)を保持するが、一方Z
SM−5触媒の欠点(ガソリン収率の損失、増加した乾
性ガス製造)のほとんどが除去されたことである。
従って、本発明はZSM−5結晶構造をもつ結晶性物質
において、該結晶性物質と比較的低オクタン価の長鎖オ
レフィン類を該オレフィン類の少なくとも1部が転化す
るに充分な炭化水素転化条件下で接触させた時に主要転
化メカニズムとして長鎖オレフィン類のより高いオクタ
ン価の物質への異性化を示すZSM−5結晶構造をもつ
結晶性物質を提供するにある。
他の実施態様において、本発明は炭化水素装入原料を触
媒と接触させ、装入原料を軽質生成物ヘクラッキングす
ることからなる添加水素の不在下で操作する接触クラッ
キング方法において、ZSM−5の結晶構造をもち、低
減したパラフィンクラッキング活性をもち且つ慣用のZ
SM−5触媒と比較してかなりのオレフィン異性化活性
を示す結晶性物質を添加することを特徴とする接触クラ
ッキング方法を提供するにある。
更に池の実施態様において、本発明は(a)まず炭化水
素類とかなりの初期パラフィンクラッキング活性をもつ
ZSM−5と接触クラッキング帯域中で接触させて少量
の炭化水素及びコークスと含有するコークス化した触媒
を製造し:(b)(i)触媒上の主要量のコークスは燃
焼し触媒上の主要量の炭化水素を残存させ:(ii)炭
化水素燃焼生成物の大部分を触媒との接触から除去し;
(iii)触媒からコークスを燃焼して再生した触媒を
製造する、ことからなる工程により触媒再生帯域でコー
クス化した触媒を再生し+ (c)ZSM−5触媒の初
期パラフィンクラッキング能力が少なくとも50%低減
するまで工程(a)及び(b)を反復することからなる
変成した23M5触媒を提供するにある。
23M−5 ZSM−5は米国特許第3,702.886号明細書及
び米国再発行特許第29,948号明細書に記載されて
いる。
非常に多くの研究がZSM−5結晶構造をもつ物質並び
に全てシリカよりなる物質からシリカ及び他の4価の金
属例えばホウ素、鉄、ガリウム等を含有する物質までの
範囲の異なる物質を製造するために行なわれてきた。
水引tm書に使用する術語’ZSM−5Jは米国特許第
3,702,886号明#[I@に示すものと実質1同
じ結晶構造をもつ物質をいう、異なるカチオン類の置換
、またはシリカ/アルミナ比またはシリカ/ホウ素比の
変化は得られる結晶性物質のX線粉末回折パターンに小
さな変化を生ずるが、依然としてZSM−’5であり、
本発明に使用することを意図するものである。
クーラ ン この操作は1940年代始めに導入されたものであり、
その詳細な記載は必要のないものと思われる。
簡潔に記載すれば、この操作は接触クラッキング触媒の
移動床を使用するものである。触媒は接触クラッキング
反応器から移動床再生装置へ移動し、そこから反応器へ
戻る。
通常水素を添加していないこの操作への装入原料油は触
媒移動床上を通過し5.軽■生成物へ接触的にクラッキ
ングされる。接触クラッキングの間に、触媒はコークス
の沈着により失活される。コークス沈着物は移動床クラ
ッキング装置中に設置されている移動床再生装置中で触
媒から除去される。
秩王I(」生JJL 移動床接触クラッキング装置はその中に移動床接触再生
装置をもつ、触媒は通常触媒の下降流式移動床として維
持される。触媒は内向き半径ガス流ま外向き半径ガス流
をもつ環状床として設置することができる。移動触媒床
は円形または長方形の断面をもち、また触媒床の低部区
域から上方または反対の流向のガス流をもつことができ
る。別法としてガス流は触媒の移動床を横切るかまたは
横流、下降流または上昇流の幾つかの組み合わせを使用
することができる。
触媒の移動床が降下し、通常上方に向うガス流を使用す
ることが好適である。
移動床接触クラッキング装置からの触媒は再生装置へ送
られる前に通常ストリッピングされるが、通富触媒上に
は少量の炭化水素及び水素含有コークスが存在する。こ
の物質は燃焼することが比較的容易であり、通常移動床
触媒再生装置の頂部から5〜10%の区域で燃焼して触
媒から除去され炭化水素を焼き払った後に触媒上に残存
するより1 熱性の比較的水素の存在しないコークスな
完全に除去するためには通常より過酷な条件が必要であ
り、その結果移動床の低部区域に行くに従って次第に過
酷な操作条件となる。これらの条件は温度の上昇、酸素
濃度の増大またはそれら両者の形聾であることができる
触媒な再生するために必要な熱の全てではないにしても
ほとんどがコークス及び希ではあるが触媒上に存在する
ことがある軽賞炭化水素の燃焼によって得られる。再生
装置を始動するか、または再生装置内の温度を調節する
ために空気予熱装置を使用することができる。また、種
々の熱交換配置例えば装入する冷ガスと熱排出ガス、触
媒を予熱するための熱排出ガスの使用、装入する冷再生
ガスの熱の給源として熱再生触媒のf・を用等を提供す
ることができる。移動床触媒再生装置に使用する条件は
非常に替通のものである一温度、圧力及び酸素分圧が過
去に満足することが[察されたものであれば、本発明に
使用するためにも満足であると考えられる。
非常に一般的な表現で言えば移動床再生装置中の再生条
件は触媒再生帯域の触媒移動床の少なくとも上半分、好
ましくは頂部から5〜10%の区域でHzO先駆体の少
なくとも半分を燃焼するように調整しなければならない
0条件は移動床再生帯域の上半分で触媒からコークスの
50%以上が除去されるに充分なほど過酷度であっては
ならず。
コークスの60〜90%がH,O先駆体を焼き払った後
に触媒上に残存することが好ましい。
適当な再生条件は約204〜760℃(400〜140
0″F)、好適には427〜649℃(800〜120
0下)の温度を包含する。
再生圧力は減圧下〜10気圧または所望であればそれ以
上の範囲であることができる1通常再生は大気圧より1
かに高い圧力で行なわれる。酸素濃度は酸素約1/2モ
ル%がら空気の酸素含量または所望であればそれ以上の
範囲であることができる。非常に高い酸素濃度は触媒を
失活する傾向にある非常に高い再生温度を導く傾向にあ
るために回避すべきである。1〜20モル25の酸素G
こよる再生が好適である。
実在するFCC装置におけるこの再生操作を反復する方
法は今日既知のものではないが、水先躯体のほとんどを
コークスを燃焼する前に低温度で焼き払う段階的再生燥
乍を達成するためにFCC再生操作を改変することが可
能である。
移動床接触クラッキング装置中で数週間または数箇月の
老化及び再生の後にのみ現在得ることができる諸費性を
をもつZSM−5を素早く造゛る池の方法を開発するこ
とができると考えられる。
! ” による  の; S 変成したZSM−5触媒は移動床接触クラッキング触媒
の循環する仕込量の若干を定期的に取り替え、該触媒を
処理してZSM−5を回収するか、または所望の触媒用
途について押出成形触媒(付加変成剤、水素化/脱水素
化成分を含有するものであっても、含有しないものであ
ってもよい)を単に使用して得ることができる。
老化L タZ S M −5触媒はコークスが実質上存
在しない移動床触媒再生操作の下流で得ることが好まし
い、また、反応器の下流すなわち移動床再生帯域の上流
でZSM−5含有触媒を得ることも許容できる。これを
行なった場合、反応器と移動床再生帯域の間の環境では
触媒上に比較的多量のコークスが存在するために、通常
触媒を使用する前に慣用の再生技法を行なう必要がある
TCCCC合作善するのではなくTCC装置が改善した
ZSM−5触媒を製造するために使用された場合、TC
C操作を若干修正することが可能である。比較的高い濃
度のZSM−5を添加することができ、例えば10〜1
00重量%、好適には20〜80重景%の景気M−5触
媒含量が使用できる。添加するZSM−5触媒は慣用の
触媒より大きな粒子寸法のものであっても、小さな粒子
寸法のものであってもよく、また異なるL/Dをもつも
のであってもよい、触媒強度及び耐摩耗性を得るために
使用する結合剤すなわち無定形物(はTCC以外の若干
の操作における触媒の最終用途を最大限に適合するため
に変成することができる。従って、結合剤は変成ZSM
−5の触媒用途にぎわせて不活性物質、全てアルミナま
たは変性ZSM−5の以後の触媒用途に合う他の物質で
あることができる。
矢進JすL(北」1艷 本発明方法により製造したZSM−5触媒は移動床接触
クラッキング装置に使用すれば非常に良好な結果が継続
して得られる。
また、本発明触媒は触媒を使用する他の炭化水素転化操
作に使用することができる。ZS’M−5’触媒は燃料
油の流動点を低下するか、または潤滑基油のロウ分含量
を低減すること3意図した接触脱ロウ操作に特に有用で
ある。
本発明のZSM−5触媒は水素化クラッキングにも非常
に有用であるが、該操作においては↑n用 。
の水素(ヒ/脱水素化成分を添加することが通常好適で
ある。
水1口Wむに索」J佐分□       ・これまでゼ
オライトまたは無定形触媒へ添加してきた慣用の水素化
/脱水素化のいずれもが本発明方法により製造した23
M5触媒へ添加することができる。
適当な水素化/脱水素化成分は貴金属及び卑金属を含む
、貴金属の中でも特に好適なものは周期表第■族貴金属
、特に白金、パラジウム及びイリジウムである。貴金属
は元素状金属を基準として最終触媒の0.01〜10重
量%、好適には0.1〜2重量%の量で存在することが
できる。
卑金属助触媒を貴金属助触媒の代わりに使用することが
でき、また貴金属助触媒と併用することらできる。卑、
金属助触媒は周期表第■A族の金属及び周期表第■族の
卑金属から選択された1種または2種以上の元素からな
る。特に好適なものはニッケル、モリブデン、タングス
テン、ニッケルーモリブデン、コバルト及びコバルト−
モリブデンである。
卑金属助触媒は元素状金属を基準として算出して最終触
媒の1〜25重量%、好適には4〜20重量%の量で存
在することができる。
変−(jヌ!じ阻牲:ゴ池ケtU嵯t、’r5本発明方
法により変成したZSM−5触媒は既知のX線粉末回折
分析または元素分析により慣用のZ S M−5触媒か
ら区別することはできない。
後述する上針を使用して、ZSM−5触媒を取り上げ、
本発明方法で開示したように変成されているかを決定す
ることができる。
慣用のZSM−5触媒を慣用のFCC触媒へ添加する場
合、通常オクタン価を約2増大し、収率を1液体体積%
損失する。これとは異なって本発明の変成23M−5触
媒はほとんどまたは全く収率を損失せずにオクタン価の
増大を得ることができる。+Q用のZSM−5触媒は乾
性ガスの製造量を顕著に増加するが、これは本発明の変
成2.5M−5触媒では観察されない。
変成23M−5触媒は慣用のZSM−5触媒とは異なる
挙動をする。ZSM−15のクラッキング活性の多くが
減少し、少なくともFCC装置で減少したガスの製造量
、増大した収率と導く、若干のパラフィンクラッキング
活性が失われるものと思われる。
オレフィン異性化活性が存在するらのと碧われる。なぜ
ZSM−5が老化した時オレフィン異性化活性を示すの
か正確には解明されていない。
TCC老化により得られた変成23M−5触媒はゼオラ
イトを接触反応器に添加する前に特定の条件下でスチー
ム処理するか、またはゼオライトを接触反応器へ添加し
、変成選択化触媒を製造するために充分な時間にわたっ
て本明細書に記載するようにスチームへ露出することに
よっである程度模擬することができる。
選択化すなわち変成ゼオライトは接触クラッキング操作
中の任意の時間に導入することができる。
ゼオライトはクラッキング成分と同じ触媒粒子中に、別
個の触媒粒子として、または1部または全部がZSM−
5タイプ触媒からなる粒子として添加することができる
0選択化ゼオライトはクラッキング装置を停止した時、
またはクラッキング装置を操作中に導入することができ
る。1度泗択化ゼオライトをクラッキング操作へ添加し
ても、製油業者はJ」択化セオライトの使用を削除する
かまたは減少することによって慣用の操作またはより低
いオクタン価での操作に戻すことができる。従って、慣
用のクラッキング操作条件下で得ることかできるオクタ
ン価を上回るオクタン価の増加量はj2!択(ヒゼオラ
イトの量をυ1限することによって制御することができ
る。
カッリンのオクタン価を増大するために必要な選択(ヒ
ゼオライトの量は通常装置中の慣用のクラッキング触媒
の全量、すなわち慣用のクラッキング触媒の循環仕込量
に基づくものである9例えば、選択化ゼオライトをまず
新鮮な補充触媒の添加により導入する場合には、添加触
媒中のゼオライト成分の必要量は添加した新鮮な補充触
媒の量と比較した場合非常に多いものとなる。しかし、
新鮮な補充触媒の添加後ある期間後、及びいったんゼオ
ライトの量を4n用のクラッキング触媒の循環仕込量と
比較して規定した限度に維持すれば、新鮮な補充触媒中
添加触媒の前記ゼオライトの量は初めより非常に少ない
ものとなるであろう。
好適なゼオライトは制御指数1〜12をもつものであり
、本発明においては23M5、Z S M−11、ZS
M−12、ZSM−23、ZSM−35、ZSM−38
、ZSM−48及びTMAオフレタイトを包含し、Z 
S、M −5の構造をもつものが特に好適である。
本発明に使用するゼオライト須は水素形であってもよく
、また希土類金属カチオン成分を含有させるために塩基
交換または含浸を行なうことができる。該希土類金属カ
チオン類はSm、Nd、Pr、Ce及びLaを含む、塩
基交換後ゼオライトを焼成することが望ましい。
選択化ゼオライト含有触媒は種々の方法で調製できる。
触媒は例えば別個にベレットまたは押出成形物のような
粒子形態で調製して必要な割合で単に混合することによ
って′A製できる0個々の成分粒子の粒子寸法は流動床
操作に使用することを意図する場合には例えば約20ミ
クロン〜約150ミクロンのような非常に小さいもので
あることができ、また移動床操作については1cmまで
であることができる、別法として、成′Ji−を粉末で
混合し、ベレットまたは押出成形物の形もへ成形するこ
とができ、個々のベレットは実質上必要な割合の両成分
を含有する。
選択化操作はZSM−5タイプゼオライトを慣用のクラ
ッキング触媒と混合した時、この混合した触媒が炭化水
素流をガソリン+留出油収率の損′失なしに高RON+
Oをもつガソリン生成物へ転化するような期間にわたっ
てZSM−5タイプゼオライトを分圧スチーミングする
ことによって達成できる0通常、ゼオライトは約0〜4
5psigの分圧、205〜870℃(約400下〜1
600下)、好適には430〜790℃(800〜14
50下]の温度で、少なくとも5時間、好適には10時
間以上、最適には10〜60時間にわたってスチームと
反応させる。
ゼオライトの選択化に関する条件はお互いに相互依存す
るであろう、温度範囲の低端部でスチーム処理を行なう
場合にはスチーム処理時間を増加しなければならない。
[実施例コ 以下に実施例(以下、特記しない限り羊に「例」と記載
する)を挙げ、本発明の選択化方法をさらに説明する。
の −ツ ング 比較例として使用し且つ選択化ゼオライトが添加される
慣用のクラッキング触媒はハルショー−フィルトロール
・コーポレーション(Harshaw−F 1ltro
l Corp、 )により製造され、工業的FCC装置
で平衡化されている市販のFCCクラッキング触媒FS
−30(Na=0.56重量%、RE203=2.97
重量%)である、FS−30の活性成分はY型ゼオライ
トである。この触媒の安定性を改善するために、ゼオラ
イトを希土類金属元素、例えばランタン、セリウム等に
よりイオン交換する。希土類金属酸化物はいずれのもの
も触媒に利用することができる。今後希土類金属酸化物
をRE 20 xと表示する。
L 本例はスチーム触媒の増加に伴う選択化触媒の改善され
た性能を説明するしのである。
ZSM−5含有添加触媒は半合成S i O2/Al+
Or/粘土(S io□/ A + 20 i /粘土
−79,0515,95/l 5ン中に25重量%のZ
SM−5を含有するものを噴霧乾娩することによって調
製した0次にZSM−5含有触媒を732℃(1350
下)及び788℃(1450下)で、10時間及び15
時間、45%スチーム155%空気で、大気圧でスチー
ム処理した0次にスチーム処理添加触媒ご慣用のクラッ
キング触媒(平衡FS−30)とZSM−5を1%及び
2%含有する触媒を得るための割合で(tZ合した。触
媒複合体及びFS−30触媒(比較例)を固定−流動床
ベンチ装置中でジュリエット サワー・ヘビー・ガス・
オイル(以下、J S HG Oと略称する一第1表に
諸費性を記載する)と515℃(960下)、重量時間
空間速度20時間−1休び触媒/油(catloll)
比3で接触させた。個々の実験の結果と以下の第2表に
記載する。
第 1  表 API比重         24,3密度(g/ c
c)          0.907アニリン点1℃/
下     77 / 177硫黄、重量%     
    1.87窒素、重量%         0.
10塩基性窒素、pp鎮      327コンラドソ
ン残留炭素、![!1% 028粘度、KV99℃(2
10下)3.6 臭素価            4・2花折率、21℃
(70下1    1.5080水素、重量%    
    123 分子量          358 流動点、”C/下       30./85パラフィ
ン類、重量%    23.5ナフテン類、重量%  
   320 芳香族類、重量%      44.5CA、重量% 
       18.9表中に陸用する略語を以下に記
載する:n ON + 0はテトラアルキル鉛を添加し
ないリサーチオクタン価を意味する。
就性ガスは液体になりにくぃ軽震炭化水素類、例えばメ
タン及びエタンを意味する。
ΔC7+ガソリンは炭化水素装入原料がら製造されたカ
ッリン沸点範囲物質の量の液体体積%の変化を意味する
2/′ 1.L ΔC3ゝガソリン収率/RON令O −2,8−2,2−1’、4−2.5 −1.5 −1
.9匿≦し 788℃(1450下)で10時間にわたりスチーム処
理した1%ZSM〜5含存触媒複合体を例1に記載した
装置及び装入原料を使用して516’C(960下)で
触媒/゛油(catloil)比を変化させて多数の異
なる転化について試験を行なった。詳細な実験結果を第
3表及び第4表に記載する。これらの実験の結果を一定
転化率へ内挿することによって誘導された推定値を第5
表に記載する。
/′ 1 °−・」 、/′ /゛ 度−1−に 触IA:平衡FS−30 実験番号    上 23二 土−5−」己 j−ゴし
転nS”J−Jt景%   75−3 74.0 72
,7 69.3  G8.8 67.4 66.4  
f35.7C,4ガソリシ、シ#h1’36 48.0
  51.3  52−8 54.3  54,1  
52,5  52.1  52.7C1ご計、体IX 
  19.7 19−4 18.4 15.8 16,
0 14.9 14.3 14.0屹性ガス、重量% 
12.0 9.9 8.9 7.3 6.9 7.3 
7.4 7.4コークス、重量% 8.53  G、8
5 5.53 3,90 4,33 4.61 3,7
4 3.42n−C,、体fi’7X   2.1 2
.2  +、8 1.3 1.3 1.1 1.0  
+、Or  C−1#Cm95    10.6  9
.7  9.0  7−1  7.9  6.9  7
.2  6.5C,=体積%    7.0 7.5 
7.7 1.3 6.8 6.9 6.6 6.5C1
、体m%     4.7 3.6 2.9 2.0 
2.4 2.2 2.2 2.2C,=一体[1%  
    9.2  7.8  7.6  6.3  5
.4  6.4  7.0  6.6C%+ガソリン+
アルキレート、を本ffl ?f;74.9 76.9
 78,4 77.9 74,6 74.7 74.7
 74.5添加1−Cs、俸m% 7.9 7.8 3
.4 9.0 6.OS、2 8.2 8.3RON+
O,Cs’ガvリ−89,188,888,888,,
988,487,688,688,0ItON−0、C
s”ガソリン+アルキレート90、S  90.6 9
0,5 89,9 90,0 89.5 90.2 8
9.8上述の表に使用したガソリン及びアルキレートは
炭化水素装入原料から製造することができるガソリン沸
点範囲の物せの量を意味するものである。
これは接触クラッカー中で製造される軽質オレフィン類
、主にCコ及びC,オレフィン類から製造することがで
きるガソリン沸点範囲液体を含むしのである。
、7/′ 第4表 触媒、平衡FS−30+i%ZSM−5実験番号   
      1234ユ j[転化率、重量%    
  75.2 73.5 69.3 67.6 66.
7C5+ガソ+ル、木fi%      50.4 5
3.0 54.2 52.6 53.8C1合計、体積
%      21.5 17.6 14.9 15.
4 14.3乾性ガス、重量%   ・10.6 9.
5 8.3 7.4 7.3コークス、重量%    
  6.58 6.34 3.89 4.04 3.1
9n−C,、体積%            2.4 
 1.7  1.2  1.3  1.0+  C+3
78%10.5 8.9 6.6 7.1 8.4C4
;体積%        8.7 7.1 7.1 7
.1 6.9ci、本ff1%3.7 3.3 2.1
 2.2 2.OC3:、体積%        8.
6 7.9 7.9 6.6 6.8C5+ガソリン+
アルキレート、体積%79.2 78.1 79.3 
75.5 76.7添加1−C4一体積%     9
.1 8.3 10.5 8.5 9.IRON+0、
Cs”Nソ’J>        91.0  0.(
j  89.3 89.2 88.911ON+0−c
s+ガソリン+アルキレート92.1 0.0 90.
8 90.7 90.4箸−5! 転化率、体積%   72.0    72.10C5
÷ガソリン、体積% 53.5     53.8C9
類合計、体積%  10゜1    1(+、IC4類
な計、体積%   17.8     16.5屹性ガ
ス、重量%   8.2     9.0コークス、重
量%   5.5     5.4n−C,、体積% 
    1.7     1.5i−C,、体積%  
     8.6       7.8C,=  、(
木精%            7.5       
    7.2   ・C3、体積%        
 2.7  ’       2.8C3=、体積% 
       6.9       8.IC3+ガソ
リン+アルキレート、体積%77.5.   79.2 、・添加i −C,、木精%   7.8      
9.6ItON壷0、C6÷ガソリン  88.6  
   90.IRON÷0、C9十カッリン+アルキレ
ート91.4 倒」ト 本例は長操作時間の影響及びクラッキング装置再生装置
中で選択化した触媒の分圧スチームへの露出を増加した
場合の生成物のオクタン価及びガ・ンリン収率の影響を
説明するものである。
例1の方法により調製した新鮮な25%ZSM−5添加
触媒の1%ZSM−5触媒複合体含得るなめに充分な量
を平衡FS−30と混合した。該曳合体を5a環(反応
器−再生装置を併合したもの)クラッキング装置へ装填
し、ライザー頂部1度521℃(970下)で、cat
10il比6〜65でi妾触時間2秒で操作してアラビ
アン ライト ガス・オイル(諸費性を第6表に記載す
る)をクラッキングした。23M5が分圧スチームへ露
出する再生装置条件を以下に記αする: 温度℃(下)      721(1330)圧力、k
P a(psig)   4 L、 2 (45)スチ
ーム、%    5〜15− 循環装置から定期的に試料を取り出し、例1にi己載し
た条件下で同じ固定−流動床装置で慣用の触媒と一緒に
評価した。
1−更一友 比徂        0.8774 API比重    29.8 流動点’C/下   30/85 曇り点’C/下   49/120 R[、KV(100℃)    5.341硫黄   
     0.76重量% ASTM色調   Ll、O(*) (オ)しは以下を表す。
」 第7人 操作時間(時間)      0   6  20  
35  58転(ヒ率、体積%     68.0 6
7.3 67.1 67.5 67.9C9+ガソリン
、体積%  53.0 49.3 52.1 51.4
 53.OC2類会計、体積%    15.2 17
,8 15,1 16,1 15.3乾性ガス、体積%
     7.5  7.8  7.4  7.5  
7.3コークス、重量%     4.2  4.3 
 4.1  4.3  4.2水素係数       
93  127  143  168  175+  
Ct、体積%      7.2  7.8  6.2
  6.6   G、7C4:、体積%       
G、8  8.7  7.5  8.2  7.5Cs
、体積%        2.3  2.0  1.8
  1.8  1.9C3=、体積%       6
.6  7.8  7.4  7.3. 7.OC−ガ
ソリン+アルキレート、体積% 75.4   7) Q    77.0   77.
2  77、IC5”i  Ct、体積%    8.
1 10.9.10,7 10.9  9.7ROM+
01C1ゝガソリン   88,1 90,6 91.
0’  90.4 90.1ftON−0、C1+ガソ
リンにアルキレート89.9 91,9 92.0 9
1.7 91.4列−り 本例においては2.5重量?≦のZSM5複合触媒を得
るようクラッキング触媒をZSM−5と混合した以外は
例3の基本操作に従った。平衡75− F (75−F
  Equilibriu+a)と表示される本例に使
用するクラッキング触媒はハルショー−フィルトロール
・コーポレーションにより製造されている工業的なFC
Cクラッキング触媒であり、1又的なF CC装置で平
衡化されている。クラッキング作用について触媒75−
Fを上述の触媒FS−30と比鮫する。ライザー頂部温
度504’C(940下)、cab、10il比4〜6
、及び接触時間2秒で操作する環状クラッキング装置へ
複合触媒と装填してJSHGOと接触させた。ZSM−
5が分圧スチームへ露出する再生装置条件は720’C
(1330下)、 412kPa(45psig)及び
5〜15%スチームであった。
250時間?!を循環装置から試料を取り出し、例2に
記載した条件下固定−流動床で慣用のクラッキング触媒
と共に評価した。詳細な結果を第8表及び第9表に記載
する。−走転化率へ補正した推定値を第10表に記載す
る。
/′ 7・′ /″ 遜一旦一に 触媒:平衡75−F 実験番号        」−11」−」ヨ 」し触媒
/油比        5.0 4.0 3.0 2.
5 2.0 1.75転化率、体積%      70
.3 67.3 59.5 53..9 48.1 4
3.8Cs+ガソリン、体積%   54.8 54,
5 50.4 46,7 42.4 39.IC1合計
、体積%      15.3 14.2 11.6 
9.5 8.4 7.4乾性ガス、重量%     7
.5 6.7 5.4 4.7 4.1 3.8コーク
ス、重量%      4.8 3.7 2゜8 2.
6 2.1 1.9i−C4、体積%       6
.6 5.8 4.3 3.5 2.6 2.2C1・
体積%            7.2  フ、1  
6.3  5.3  5.0  4.5C1・、体積%
        6.9 6.3 5.2 4.6 4
.0 3.8C,4″ガソリン+アルキレート、体積%
78.5 76.8 69.6 63.3  石7.5
 52.6添加i −C,、体積%     9.5 
9.3 8.7 7.7.7.5 6.9RON十〇、
C5+ガソリン    88.5 88.4 87.6
 87.7 88.2 88.0RON+0、Cs”ガ
ソリン+アルキレート90.2 90.1 89.4 
89.4 89.8 89.6LFO1重量%    
  27.3 29.1 34.0 36.5 39.
6 41.5HFO1重量%      5.0 5.
8 8.2 10.7 13.2 15.1G+D、重
量%      72.7 74..676.1 75
.7 75.1 74.3上述の表に使用したLFOは
軽質燃料油を意味し、またHFOは重質燃料油を意味す
る。
CODはガソリン+留出油を意味する。
第9表 触媒:平衡75−F中に2.5%ZSM−5(環状装置
中で250時間後)実験番号         1  
234二触媒/油比        5.0 4.0 
3.0 2.5転化率、重量%      63.1 
56.7 49.5 47.7Cs+ガソリン、体積%
   51.0 47.0 43.2 41.2G4合
計、体積%      13.0 11.0 8.7 
9.1屹性ガス、重量%     6.5 5.6 4
.4 4.2コークス、重量%      3.6 2
.9 2.2 2.0i−C4、体積%       
4.6 3.4 2.5 2.3C4=体積%    
    7.4 6.7 5.5 6.2C3=、体積
%        6.3 5.4 4.2 3.9C
−ガソリン+アルキレート、体積% 73.9 67.4 59.6 58.1添加i −C
,、体積%    10.8 10.3 8.5 9.
0RON+(1、C,+ガソリン    89.4 8
9.0 90.5 88.6RON+0、C,+ガソリ
ン+アルキレート90.9 90.6 411.5 9
G、3LFO1重量%      32.8 36.1
 39.1 40.9HFO,重量%       6
.2 8.9 12.4 12.2G+D−重量%  
    75.2 75.3 75.3 75.6第1
0表 環状装置中の時間(時間)     250     
250転化率、重量%      50.0 50.0
 60.0 60.OC1+ガソリン、体積%   4
4.0 43.0 50.3 49.2G1合計、体積
%      8.7  9.2 11.6 11.9
乾性カス、重量%      4.34.6  5.5
  6.1コークス、重量%      2.2  2
.2  3.1  3.2i −C,、体積%    
   2.9  2.6  4.4  4.OCl・体
積%         5.1  6.0  6.2 
 7.OCl・、体積%        =L1  4
.3  5.3  5.9(、+″ガソリン+アルキレ
°−1、体積%59.5 60.3 69.5 70.
7添加i −C,、体積%     7.6  9.1
  8.6 10.5RON十〇、C7“カッリン  
  88,0 89.4 88.1 89.3RON+
01C5+ガソリン+アルキレート89.6 90.8
 89,8 90.8LFO1重呈%      38
.7 39.3 33.5 34.3)(FO1重M?
≦       6.2  8.9 12.4  L2
、2G + D 、重量2≦      75.6 7
5,4 75.6 75.2例5 本例においては3.5重量% Z S M −5複合触
媒を得るように複合触媒を73M5と混合した以外は例
4の操作に従った。試料を環状装置から定期的に収り出
し例4と同様の方(Lで評価した。
−走転化率へ補正した推定値を第11表及び第12表に
記載する。
/″ 第11表 循環装置中の時間(時間)      4 144 3
28 496 600転化率、重量%      50
.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50
.OC1+ガソリン、体積%   44.0 35.3
 40,1 41.+  41.1 42.5G1合計
、体積%      8.7 14.5 10.6 1
0.2 9.0 9.0乾性ガス、重量%     4
.3 7.5 5.4 5.1 5.1 4.7コーク
ス、重量%      2.2 2.5 2.6 2.
7 2.9 2.6i−C4、体積%       2
.9 3.9 3.0 3.0 2.6 2.6C1・
体積%         5.1 9.8 6.9 6
.6 5.7 5.8C1・、体積%        
4.1 9.5 5.7 5.4 4.9 4.5Cs
+ガソリン+アルキレート、体積%59.5 67.6
 61.1 61.0 59.1 59.7添加i −
C,、体積%     7.6 17.9 11.2 
10.5 9.4 9.0RON十〇、Cs”カフ!j
7    88.0 92.3 90.4 90.6 
90.1 90.0ROト0.C5+ガソリン+アルキ
レート89.6 93.1 91.7 91.8 91
.4 91.2LFO5重呈%      38.7 
   40.1 39.0 40.1 39.4)IF
O,fflu%       1.2.3   −、1
1.1 12.2 10.9 12.0G+D、重量3
6     75.6  − 74.0 73.3 7
5.1 74.8第12表 循環装置中の時間(時間>      4 144 3
28 496 600転化率、重量%      60
.0 60.0 60.0 60.0 60.0 60
.OCs+ガソリン、体積%   50.3 39.4
 46.6 47.6 48.6 48.3G1合計2
体積%      11.6 18.5 13.4 1
3.3 11.8 11.8乾性ガス、重量%    
 5.5 10.2 7.0 6.4 6.2 6.0
コークス、重量%      3.1 3.6 3.7
 3.4 4.0 3.6i −C,、体積%    
   4.4 6.5 4.6 4.4 3.8 3.
8C1;体積%        6.2 10.8 7
.8 8.0 7.1 7.OCl・、体積%    
    5.3 12.4 7.3 7.0  B、0
 5.8Cs+ガソリン+アルキレート、体積%69.
5  )8.0  71.8  72.6   フ0.
5  69.8添加i −C,、体積%     8.
6 19.7 12.4 12.5 11.0 10.
7RON+O、C,+ガソリン    88.1 92
.3 90.4 90.7 90.7 90.IRON
+0.C,+ガソリン+アルキレート89.8 93.
1 91.フ 91.9 91.8 91.4LFO1
重呈%      33.5    33.4 33.
3 33.5 34.IHFo、重量%      8
.3    8.28.58.08.5G + D 、
重量%      75.6    72.4 72.
9 74.1 74.1泗」[ 本例はi」択化触媒複合体における重油/触媒接触時間
のb %’について説明するものである6例3のA択化
触媒及び慣用の触媒(”F S −30−比軟のため)
を以下に記載する方法で池の装入原料(諸費性を第13
表に記載する)と接触させた。触媒を約704℃(13
00下)に加熱し、触媒/油化35〜4.0で油と接触
させた。触媒と油の混合物は537℃(1000下)へ
加熱した反応器を通過し、約1秒間接触した。実験から
の詳細なデータを第14表及び第15表に記載した。第
14表及び第15表に記載したデータに基づく一定転1
ヒ率での推定値を第16表に記載する。
第1L1人 触媒、平衡FS−30 実1raTF号     12345678転(ヒL1
1:債%    51.8  54,3  57.6 
 59.3  60.3  60.7  82,9  
63.3C5+ガソリン、体積% 41.6 43.1 45.6 46.4 4G、、i
  47.4 49,8 50.5C,合計、体積% 
10.0 10.3  Lo、2 10,9 11.+
  12.0 10.7 10.8乾性ガス、重量% 
5.7 6.3 7.3 6.6 7.7 6.7 7
.3 6.2コークス、重量% 2.0:l  2.1
8 2,39 2.48 2.57 2,52 3.1
8 3.23n−C,、体積%  0.9 1.0 0
.2 1.3 1.0 1.+  0.9 1.1i−
C,、(本積%    2.4  2.3  3.7 
 2.5  2.3  3.0  2.8  2.5C
1・、1本積’;、;       6.7  7.0
  6.3  7.1  7.8  7.9  7.1
  7.2C1、体積%    1.0 1.0 1.
7 1.1 1.2 1.2 1.4  +、OC1:
、体積%   4.7 5.2 7.3 5.7 5.
1 5.8 5.6 5.5C,+ガソリン+アルキレ
ート、1本積%60.7 63.4 66.7 68.
1 69,9 70,2 71,0 71.87.力計
i−C,、体積%10.5 +1.410.711.3
13,312,311.511.8P、ON+O,1T
ilfV’)789.0 0.0 0.0 88.5 
88,5 88.5 0.0 89.2RONIO,C
%+ガソリン 83.6 0.0 0.0 87.6 87.7  Q
a、o  o、o  ss、tRON←0、C5+ガソ
リン小アルキレ−1・90.4 0.0 0.0 89
.7 89,9 90.1 0,0 89.9剃−支i
−人 触媒 平衡FS−30+1重呈%ZSM重量、5実験番
号    上 −2−」L ± i ゴ― ツー Jし
転[ヒ率、#積% 42.6 52,2 57,9 6
0.661.2 62.9 63.9 67.5C%+
ガソリン、体積% 34.2 41,0 44.8 46.4 48.3 
49.3 48,8 51.7C4e計、ftf+t%
8.3 9.2 11,2 10,7 13.0 12
.3 12.1 13.6乾性ガス、重量% 5.2 
5.2 7.5 7.8 5.3 6.5 8.2 7
.3コークス、重量%  1.40 3,09 2.5
3 2,57 3.01 3.19 2,97 4.0
51’−’−’C4’+体積%   0.9 1.0 
0.2 0.9 1.1 1.2 0.4 1.0i 
−C,J積%    1.7 2.1 4.2 3.0
 3.3 3.0 4..2 3−4C1・、体積% 
   5.7 8.0  B、8 6.7 8.7 8
.1 7.8 9.2C1,#JCF;     0.
8 0.9 2.1 1.5 1.0 1.1 1.9
 1.4C::、体積%    4.1 4.2 5.
8 6.3 4.3 5.7 6.9 6.OC5“ガ
ソリン+アルキレート、体積%50.6 58,2 6
5.9 6S、2 70,9 72.5 73,0 7
7.1添加i−C,、体Tn%9.3 9,4 10,
1 11,7 11,8 12.6 12.2 13.
6RON+0.徂iV’、J7B8.s  88.9 
91.1  0.0 0.0 89.4 91.I  
S9.7R開←0、C9+ガソリン 88.2 88,2 91.2 0.0 0.0 88
.5 91,3 89.4R開l01C,”ガソリン+
アルキレート90.2 90,1 92.2 0.0 
0.0 90.492,2 91.1Δ−り房−六− 転1ヒ率、体積9.≦    55.0   55.0
   60.0.  60.0C94ガソリン、体(−
1%  4:1.4   42,9   47.0  
 4G、6C,lEご計、1本積%      10.
5      10.2      11.0    
  11.4乾性ガス、体積?、;     6.6 
   6.2    7.1    6.7コークス、
重量%     2.1    2.5    2.6
2.9n−C,、体積%      0.8    0
.7    0.9    0.8i−C(、体積% 
     2.7    3.0    2.9   
 3.3C,=、1本積%           6.
9       6.4       7.2    
  7.3C1、体積%        1.2   
 1.4    1.3    1.5C1−1木積0
+;        5.6    5.1    5
.9    5.6C5+ガソリン+アルキレート、体
積9664.3   62.i   69.1   6
8.23、n加i  C1,14Ri??6    t
l、3   10.0   12.0   11.2f
tONlO1CS“ガソリン・  87.9    S
9.7   87,7   89.91(0旧OC6+
カツリン+アルキレート90.0   9]、1   
89.9   91.3最大温度’C/下    55
7/1035 569/1057 577/1071 
582/1079截港口りの−し1 例1は↑n用のクラッキング触媒に関する実験とZSM
−5タイ1ゼオライト成分を分圧スチームにより788
℃(1450下)及び732℃(1350下)で処理し
、1%及び2%ZSM−5複き触媒を得るために慣用の
クラッキング触媒と混合した触媒に関する実験とを比較
するものである。Cs+ガソリン収率/RON+Oによ
り測定されるオクタン価増加効果はZSM−5添加剤含
有触媒によるガソリン収率を慣用のクラッキングにより
得られた転化率にガソリン効率(Cv”ガソリン収率/
転化率)増加Ji0.7を使用することによって調整し
て計算した。転化率の小さな変化に対するオクタン価の
感受性が僅かであるためにオクタン価を調整する試みは
行なわれなかった。第2表の上段の表においては、78
8℃でのZSM−5タイプ添加刑のスチーム処理が改善
された収率−オクタン価性能を示す、10時間ス゛チー
ム処理したZSM−5添加剤を含有する触媒複合体は実
質上収率を損失しないで1だけガソリンROM+0オク
タン価を増加した。5時間スチーム処理したZSM=5
添加剤はオクタン価の増大に伴うより大きな収率の#0
失により明らかにされるように10時間スチーム処理し
たZSM−5と同程度に還択化されるものではない。
また、ZSM−5添加刑を732℃(1350下ンでス
チーム処理した(第2表の下段の表)。
ZSM−5添加剤を上述のより過酷でない条件下でスチ
ーム処理した場合、クラツキング性能は新鮮な触媒によ
り達成されるクラツキング性能とより正確に類似するも
のとなった。すなわち、C5ゝガソリン収率/RON+
O値が約−20に類似するものとなった。10時間及び
15時間スチーム処理での1%ZSM−5復き体の結果
は上述の条件での上記より長いスチーム処理がガソリン
収率/オクタン価性能と改善し、恐らく788℃でのス
チーム処理により達成されるガソリン収率/オクタン価
性能に近ずくことになるであろうとの兆候が示されてい
る。
第3表及び第4表のデータから決定されたガソリンオク
タン価−選択性データ及び第5表に説明するような一定
転化率での概算収率はZSM−5複合体が慣用のクラッ
キング触媒と比較して広い転化率範囲にわたって同等の
選択性とより襄いオクタン価をもつことを示すものであ
る。慣用のクラッキング触媒と比較してZSM−5複合
体は実験を行なった転化率範囲にわたって1〜2だけR
ON+Oオクタン価を改善し、またオーバークラッキン
グ領域において高転化Jit(高cat10il)でよ
り高い利益が存在する。最高ガソリン収率で、約1.5
Rc)N+Oの利益がある。ZSM−5触媒のコークス
選択性は慣用のクラッキング触媒のコークス選択性とほ
ぼ等しい、また、ZSM−5触媒は慣用のクラッキング
触媒より多くの乾性ガス、特にプロピレン及びより少な
いC,類を製造する傾向を示す、ZSM−5は同じ炭素
数の軽質飽和化1物と比較して軽質オンフィン類のより
多い区分を製造する傾向をもつ、これはZSM−5複き
触媒が上述のオレフィン類をアルキル化及び芳香族化し
、それによってガソリン収率を維持し且つオクタン価を
改善できることを示唆するものである1例2においては
ZSM−5はより多くのプロピレン及びより少ないイン
ブタンを製造したために、1.5〜2.0体績%高い潜
在的にアルキレートになりうる物質の収率が認められる
が、アルキル化を達成するためには1.5〜2.0体績
%多い外部給源からのイソブタンが必要である。すなわ
ち、例2は選択化28M−5FCC添加剤の使用が収率
を犠牲にすることなしに約1.5だけRON+Oガソリ
ンオクタン債が改善されることを説明するものである。
さて例3について述べると、6時間クラッキング操作を
行なった後のZSM−5は転化率を調1した後ではCs
+の収率を3.2体績%犠牲にして2.5だけRON+
Oガソリンオクタン価を増大することが第7表から観察
できる。ガス、特にC3及びC,オレフィン類及びi−
C,の製造量が増加するが、ガス製造量は実質上一定で
ある。
ZSM−5触媒がより選択化された場合、収率のパター
ンは変化し、改善される。ZSM−5触媒は再生装置中
加温下で分圧スチームへ露出することによって信択化さ
れる。操作時間が増加した時、ZSM−5&有触媒のガ
ソリン収率が増加し、またガス製造量が減少するが、慣
用のクラッキング触媒と比較して2〜3のガソリンRO
N+Oの利益が維持される。試験終了時点、すなわち5
8時間後、ZSM−5含有触媒は固定〜流動床試験装置
中で基本触媒と実質上同様のガソリン及びガス製造量で
あり、また2、0のガソリンRON+Q改善値が得られ
た。ZSM−5による生成ガスはC7及びC,オレフィ
ン類側に移行するが、これに対応して同じ炭素数の飽和
化合物の収率が減少する。どのような理論にも制限され
ることを欲しないが、軽質オレフィン区分が多ければ多
い程、ZSM−5含有触媒により得られたガソリンはよ
りオレフィン質となり、またより高い軽質オレフィン濃
度においてZSM−5がアルキル化または芳香族化によ
りより高いオクタン価の゛ガソリンを製造するために作
用できることを示すものと思われる。
ZSM−5の濃度を2.5重量%(例4)及び3.5重
量%(例5)で付加的な研究を行なった。
第10表に記載したように2.5重量%ZSM−5に関
する概算値は1〜1.5RON+Oのオクタン価の増加
及びガソリン+留出油(G + D )重1%収率が慣
用のクラッキング触媒と比較して実質上同じであること
を示すものである。
第11表及び第12表に記載するように、−走転化率へ
補正した3、5重量%ZSM−5に関する概算値は最初
(4時間操作)Z S M−5が4.2だけRON+O
オクタン価を上昇するが、しかし。
Cげガソリンの収率を10体積%減少することを示すも
のである。しかし、長時量の操作及び分圧スチームへの
露出の増加はオクタン価を2RON+0増加し、且つG
+Dの損失は実質上ゼロとなる。
さて例6及び特に第16表に関して述べると、1重量%
ZSM−5を用いた慣用のクラッキング触媒は短接触時
間流動輸送装置中でのガソリン収率の僅かな損失のみで
慣用のクラッキング触媒単独よりも2.0RON4−0
の利益を示す、第16表に示す概算値及びガソリン選択
性−オクタン価(第14表及び第15表から累積したデ
ータ)から2 、 ORON + O利益が留出油操作
型に近い高範囲にわたる転化率で0.4体績%のガソリ
ン選択性の降下で得られることが明白となる。ZSM−
5−慣用のクラッキング触媒複合体についての混合温度
は僅かに高く、代かに低い活性を示すが、差はオクタン
価の増加に影響を及ぼすほど大きくはない、従って、選
択化慣用のクラッキング触媒/73M−5複き体に関し
てわずかな収率の損失のみでのオクタン価の増加は短接
触時間流動輸送装置において顕著であった。
以下の例は好適な触媒変性操作、すなわち工業的なTC
C装置中での老化操作を示すものである。
几り この操作は工業的規模のTCC装置で試験した。
操作条件を以下に示す 新鮮な装入源ト1装入速度m3/秒  2、、l5X1
0−”新鮮な装入原料装入速度、[lI’D     
I3.400リサイクル              
  0触媒循環量、トン/時間        397
触媒Wi環量1メートルトン/時間    360触媒
/m比          4.44重重量型量反応器
蒸気排出口温度      484°(: /903下
触媒活性(CAT−D)             5
3.8この装置は315メートルトン(347)ン)の
触媒仕込量をもつ。
装置中の慣用の触媒は以下に記載する規格をもつ。
一ニービードl0A REV!i量%        12.0%ビード直径
       0136〜0.70cm変換触媒は以下
の特性をもつ: ZSM−5重量%       5% REY重量%         75%ビード直径  
     0336〜0.70cm通常の操作の間に、
この装置は1日当たり1.13メートルトン(1,25
トン)触媒補充速度を必要とする。触媒補充速度は中粍
による触媒の損失を補い且つ触媒活性を維持するために
設定される。
触媒の添加は通常1日当たり18メートルトン(2トン
ンで維持されるが、短Jt!I間の7.n加速度は1日
当たり3.6メードルトン(4トン)程度であった。
試験結果を後述の第17表に記載する。装入原料か異な
る原油の混合物であり、混合物が幾分変化するために記
載した数値はおよそのらのである。
/′ 亜−エヱーΔ 操作時間、8      0  72     92 
  106触媒添加量、トン     0 125  
  177メードルトン 0 113    161反
応器ど出f=験結果車1)互    メ>      
b−転化率、体積%      5:10 53.0 
  53.0   53.OC1+ガソリン、体積% 
  42.3 40.9−1.4 40.1−2.2 
43.6シ1.3C1−1重量%        12
.5 14.1−1.6 13.6 +t、t  12
.2−0.3C1:、体積%        3.8 
4.6 +0.8 4.6 +o、s  4.2÷0.
4C1:、体積%        3.7 4.7÷1
.0 4.8 +i、t  4.2÷0.5アルキレー
トになりうる物質、体積% 1’2.7  15.7  +3.0  15.9  
←3.2  14.2  +t、s添加1−C<必要量
      4.1 6.2F2.1 6.1 +2.
0 5.5 +1.4L F O(+2) 、体積% 
   29.9 29.1−0.8 29.3−0.6
 26.4−3.5オクタン価、−R十〇(+3)  
  86.0 90.2 +4.2 90.5 +4.
5 91.2 +5.2−Mho(本4)      
 77.4  79.2  +1.8  79.6  
+2.2  79.5  +2.1(+1)同−転化率
及び装入原料特性に標準化した。
(+2) L F Oは軽質燃料油を表す。
(13) R+ Qは鉛末添加リサーチオクタン価を表
す。
(+4)Mhoは鉛末添加モーター法オクタン価を表す
循環ずろ触媒は平均2.5重量%より作かに少ないZS
M  5を含有する。触媒仕込量のおよそ半分を定期的
に収り出し、ZSM−5に富んだ補充触媒と置換し、収
り出した触媒の若干は予め添加したZ S M−5をも
つ。
25重量%のZSM−5if!度が得られた後、慣用の
触媒の添加を継続した。これは主に通常の摩耗損失を補
充するためであった。この触媒添加は平均して1日当た
り触媒仕込量の約0.5%になった。添加したこの補充
触媒は添加したZSM−5分含有しない、この理由はZ
SM−5含有触媒がそこではこれ以上入手できなかった
ためである。
8− −m−・・ 実験室試験は移動床クラッキング操作を模擬するために
設計された標準実験室試験装置中でZSM−5触媒を使
用して行なわれた。
1友l…11 装入原料は前述したおよその特性をもつ軽油区分であっ
た。
通入」υ( 実験室試験に使用した変1負触媒は工業的な試験に使用
した補充触媒と実質上同じであった。
使用した触媒添加計画は操作の72日前に循環触媒すな
わち平衡触媒のZSM−5含量を速やかに所望のレベル
へするようにした。
、/ <+     :;;;    ;”:;;・1 案:
 ;  、;: : (? ・1 : : C:  : 、、: :。
く1    : 二 =:=: 」芋t−桑一一オレフインの異 ヒ 本発明の変性28M−5触媒はオレフィン異性化能を獲
得するものと思われる。理論は以下のように記載するこ
とができる。
上述の試験結果な完全に説明するためには、まずZSM
−5触媒により促進されるオクタン価増大の化学を理解
しなければならない、zsM−5は接触クラッキングに
おいてガソリンの重質区分の線状低オクタン価成分をよ
り軽・質で且つより技分かれした成分ヘクラッキングす
ることによってガソリンオクタン価を増加する。このよ
うなメカニズムは新鮮な23M5触媒の添加の間の動作
を充分に説明するものである。しかし、新鮮な触媒の添
加が終了した後に観察される残留オクタン価増加をも我
々は考慮しなければならない、上述の工業的な試験の影
響を受けない得られたガソリン組成データに基づいて、
ZSM〜5は低オクタン価線状オレフィン類をより高度
に゛枝分がれし且つより高いオクタン価のオレフィン類
へ異性化することが今明らかとなった。
我々は新鮮なZSM−5触媒の添加により促進される活
性の増大が第1反応、すなわちパラフィンのクラッキン
グにより支配されるものと思料する。触媒が装置中で老
化し且つ平衡となった時、次の反応メカニズム、すなわ
ちオレフィンの異性化反応はクラッキング活性が低下す
るにつれて泄位を占め、ここから残留オクタン価増加活
性が観察される。
工業的規模装置でのZSM−5添加試験では初期オクタ
ン価増加(35〜4.5RON+O及び’   2.0
〜2.5M0N+O)が得らi、マタコレニ対応してガ
ソリンが2.0〜2.5体積%損失し且つCs= + 
C*=が3.0〜4.0体積%増加した。
コークス製造量の増加は実質上観察されなかった。
C1−及びC,−並びに外部給源からの付加1−C1の
増加は3,0〜3,5体積%のアルキレート収率の増加
に言い替えることができる。ZSM−5添加?&衰退す
るオクタン価の増加は比較的遅い速度で終結し、ZSM
−5のオクタン価の増加がパラフィンのクラッキングか
らオレフィンの異性化へ移行したを示ツー、重訂カッリ
ン区分の低オクタン価成分のクランキングは新鮮な触媒
に支配されるが、オレフィンの異性fヒはTCC装置中
で触媒が老化した時に優位を占める。
移動床接触クラッキング装置へのZSM−5の7、n加
による該クラッキング装置の操作分改善を望む場合、1
日当たり循環する触媒仕込量の1〜2%を1〜10重址
%のZSM−5を含有するZSM−5に富んだ触媒で置
換するであろう。
他の装置に使用するための変性ZSM  5触媒を得る
ために、非常に高い濃、代表的には10〜100重量%
、好適には20〜50重旦%のZSM−5をもつZSM
−5補充触媒を添加するであろう、これは移動床接触ク
ラッキング装置に関する限りは最適な添加計画ではない
が、しかし、これは操乍し続けなければならない移動床
接触クラッキング装置中での変性23M−5触媒を製造
する最適な方法である。
TCCへ添加するZSM−5に富んだ触媒は循環する触
媒仕込量からの変性23M−5触媒の最後の分離及び回
収金可能にするために僅かに異なる粒子寸法、またはL
/D、または幾何学的形状をもつように製造することが
できる6 1−二1

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、ZSM−5結晶構造をもつ結晶性物質において、該
    結晶性物質と比較的低オクタン価の長鎖オレフィン類を
    該オレフィン類の少なくとも1部が転化するに充分な炭
    化水素転化条件下で接触させた時に主要転化メカニズム
    として長鎖オレフィン類のより高いオクタン価の物質へ
    の異性化を示すことを特徴とするZSM−5結晶構造を
    もつ結晶性物質。 2、添加水素の不在下で操作される接触クラッキング装
    置の触媒仕込量へのZSM−5の接触的有効量の添加が
    C_5+ガソリンの収率の1体積%の損失毎に無鉛リサ
    ーチオクタン価を2.0増加する特許請求の範囲第1項
    記載の結晶性物質。 3、ZSM−5が移動床触媒再生帯域で反復して再生さ
    れる特許請求の範囲第1項記載の結晶性物質。 4、1〜30重量%の大気孔ゼオライトを含有する無定
    形支持体中に結晶性物質が含有される特許請求の範囲第
    1項から第3項までのいずれか1項に記載の結晶性物質
    。 5、結晶性物質が全重量の1〜10重量%のZSM−5
    を含有する無定形支持体に含有される特許請求の範囲第
    1項から第4項までのいずれか1項に記載の結晶性物質
    。 6、ZSM−5が無定形結合剤中に10〜100重量%
    のZSM−5を含有するものである特許請求の範囲第1
    項から第5項までのいずれか1項に記載の結晶性物質。 7、ZSM−5が20〜50重量%のZSM−5及び8
    0〜50重量%の無定形結合剤を含有する特許請求の範
    囲第1項から第3項までのいずれか1項に記載の結晶性
    物質。 8、炭化水素装入原料を触媒と接触させ、装入原料を軽
    質生成物へクラッキングすることからなる添加水素の不
    在下で操作する接触クラッキング方法において、ZSM
    −5の結晶構造をもち、低減したパラフィンクラッキン
    グ活性をもち且つ慣用のZSM−5触媒と比較してかな
    りのオレフィン異性化活性を示す結晶性物質を添加する
    ことを特徴とする接触クラッキング方法。 9、(a)まず炭化水素類をかなりの初期パラフィンク
    ラッキング活性をもつZSM−5と接触クラッキング帯
    域中で接触させて少量の炭化水素及びコークスを含有す
    るコークス化した触媒を製造し: (b)(i)触媒上の主要量のコークスは燃焼し、触媒
    上の主要量の炭化水素を残存させ; (ii)炭化水素燃焼生成物の大部分を触媒との接触か
    ら除去し; (iii)触媒からコークスを燃焼して再生した触媒を
    製造する、 ことからなる工程により触媒再生帯域でコークス化した
    触媒を再生し: (c)ZSM−5触媒の初期パラフィンクラッキング能
    力が少なくとも50%低減するまで工程(a)及び(b
    )を反復することからなる変成したZSM−5触媒。 10、ZSM−5の変成方法において、 (a)ZSM−5触媒を移動床触媒再生帯域を含む移動
    床接触クラッキング装置へ添加し;(b)移動床クラッ
    キング装置を少なくとも1箇月操作して低減したパラフ
    ィンクラッキング活性をもち且つオレフィン異性化活性
    を示す変成したZSM−5触媒を製造することを特徴と
    するZSM−5触媒の変成方法。 11、接触クラッキング装置中で慣用の接触クラッキン
    グ触媒及び制御指数1〜12及びシリカ/アルミナ比1
    0以上をもつゼオライト添加剤を含有するクラッキング
    触媒を使用する炭化水素装入原料のガソリン含有生成物
    への接触クラッキング方法において、該ゼオライトを2
    00〜870℃でクラッキング触媒のクラッキング特性
    を変成するために充分な時間にわたってスチーム処理し
    、ガソリン+留出油収率を実質上低下しないでガソリン
    のオクタン価を増大することを特徴とする接触クラッキ
    ング方法。 12、ゼオライト添加剤がZSM−5、ZSM−11、
    ZSM−12、ZSM−23、ZSM−35、ZSM−
    38、ZSM−48及びTMAオフレタイトの結晶構造
    をもつ特許請求の範囲第11項記載の方法。 13、ゼオライトがZSM−5の結晶構造をもつ特許請
    求の範囲第11項記載の方法。 14、ゼオライトが実質上アルミナを含有しない特許請
    求の範囲第11項から第13項までのいずれか1項に記
    載の方法。 15、ゼオライトがクラッキング装置に設置された再生
    装置中で575〜770℃でスチームにより処理される
    特許請求の範囲第11項から第14項までのいずれか1
    項に記載の方法。 16、ゼオライト添加剤をクラッキング装置へ添加する
    前にスチームへ露出する特許請求の範囲第11項から第
    14項までのいずれか1項に記載の方法。 17、全クラッキング触媒の0.01〜10重量%のゼ
    オライト添加剤を含有する特許請求の範囲第11項から
    第16項までのいずれか1項に記載の方法。 18、ゼオライトを101kPa〜412kPaの圧力
    で少なくとも5時間スチームで処理する特許請求の範囲
    第16項記載の方法。
JP14689585A 1984-07-05 1985-07-05 変成zsm−5触媒及びその調製方法及びその使用方法 Pending JPS6182845A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

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US62799184A 1984-07-05 1984-07-05
US627991 1990-12-17
US675375 1996-07-02

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63214355A (ja) * 1986-12-19 1988-09-07 ユニオン・オイル・コンパニー・オブ・カリフォルニア アルキル化触媒の処理方法
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WO2007108297A1 (ja) 2006-03-22 2007-09-27 Petroleum Energy Center 接触分解触媒及びその製造方法並びに炭化水素油の接触分解方法

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